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Texto de pré-visualização
9 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Nesta primeira unidade de estudos focaremos nossa atenção nos materiais utilizados na construção naval seja de pequenas embarcações artesanal seja nas grandes embarcações desenvolvidas nos estaleiros O conhecimento dos tipos de materiais usados nesse segmento industrial é de vital importância para todos aqueles que almejam vir a trabalhar na indústria naval pois o profissional terá subsídios técnicos e tecnológicos para interagir com outros profissionais que atuam nesse setor seja em projetos construção ou reparos de embarcações de portes diversos Esta Unidade é dividida em dois capítulos Capítulo 1 Materiais de construção naval artesanal pequenas embarcações onde estudaremos materiais naturais madeiras metais alumínio e compósitos No Capítulo 2 Materiais de construção naval de médias e grandes embarcações veremos o uso de metais aço e alumínio compósitos e madeiras CAPÍTULO 1 Materiais de construção naval artesanal pequenas embarcações Segundo Hilbert 2019 há cinco aspectos a se considerar no projeto e construção de um barco 1 O modelo do barco 2 O motor 3 Os materiais 4 A gestão do projeto 5 Custos Dessas cinco variáveis importantes vamos nos concentrar na terceira os materiais A evolução observada nos materiais usados em construção de barcos sofreu um grande avanço nos últimos 50 anos com destaque para materiais mais acessíveis mais duráveis e com menor custo 10 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Madeira ferro e aço foram os materiais mais utilizados na construção naval embora o ferro e o aço apresentem elevada densidade para serem usados em embarcações pequenas daí serem indicados para grandes barcos Até o uso de alumínio que possui ótimas propriedades físicoquímicas as quais permitem seu uso em contato direto com a água teve seu preço e custo de manutenção como fatores desfavoráveis O surgimento dos compósitos materiais tecnologicamente avançados proporcionou uma mudança de paradigma no uso de materiais na construção naval Segundo Hilbert 2019 a fibra de vidro reforçada com resina tornouse o material preferido dos barcos de pequeno porte devido à sua estrutura de fibra que proporciona alta resistência menor peso excelente resistência à corrosão e estabilidade dimensional Somase a isso o fato de os materiais compósitos também superarem os materiais tradicionais ao oferecer o aprimoramento estético e a redução dos custos de manutenção Figura 2 Figura 2 Estrutura de compósito de uma pequena embarcação Fonte Hilbert 2019 Disponível em httpsfluxoconsultoriapoliufrjbrwpcontentuploads201911760cascoproa768x432jpg Acesso em 14 Dez 2020 Vamos começar nosso estudo com a fibra de vidro reforçada com resina Fibra de vidro reforçada com resina Fibra de vidro referese tanto à própria fibra como ao material compósito O PRFV é o Polímero Reforçado com Fibra de Vidro e é composto de finíssimos filamentos de vidro aglomerados não rígidos e de elevada flexibilidade Esse polímero quando adicionado à resina poliéster ou outra resina forma o compósito fibra de vidro Tecnicamente tratase apenas de PRFV Segundo Pachione 2014 as resinas de poliéster insaturado são as mais utilizadas na fabricação dos barcos atualmente As preferências recaem sobre as ortoftálicas e 11 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I aquelas à base de diciclopentadieno DCPD As resinas isoftálicas também integram o grupo porém em um grau muito menor No ranking do consumo de compósitos de poliéster a indústria náutica responde por 4 Segundo a EMBRAPOL Empresa Brasileira de Polímeros existem os seguintes tipos de resinas Ortoftálica baseada em Anidrido Ftálico por isso o nome A mais utilizada nos processos de fabricação do PRFV Possui baixa resistência química térmica e à hidrólise Possui resistência térmica ao redor de 70 a 75 ºC Isoftálica possui melhor resistência química térmica e boa resistência à hidrólise É utilizada em peças que necessitem de melhor desempenho químico térmico e mecânico possui resistência térmica ao redor de 95 a 110 ºC Isoftálico com NPG possui as mesmas características da resina isoftálica porém com melhor resistência à hidrólise Utilizada principalmente em peças que necessitem ficar em contato permanente com a água Resistência térmica igual à isoftálica normal 95 a 110 ºC alta aderência sobre PVC rígido Bisfenólica possui melhor resistência química e térmica se comparada com a Isoftálica Utilizada principalmente em revestimentos anticorrosivos tubos tanques conexões etc Resistência térmica ao redor de 120 ºC quando feita póscura Tereftálica PET semelhante às ortoftálicas com substituição total ou parcial de ácido saturado Resina de menor custo com resistência térmica ao redor de 60 a 85 ºC DCPD semelhante às ortoftálicas com substituição total ou parcial do ácido saturado Apresenta boa resistência térmica e à hidrólise alta aderência em outros substratos baixo encolhimento Pode ser aditivada para dar efeito de auto extinguível e baixa emissão de estireno Este tipo de resina tem alto consumo na indústria naval Resistência térmica ao redor de 100 ºC Ainda segundo Pachione 2014 a fibra de vidro é a escolha do mercado náutico e do setor de compósitos em geral Em termos de custobenefício é o reforço ideal 12 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Há a opção da fibra de carbono que apesar do desempenho excepcional ainda é um produto de custo mais elevado A madeira na construção náutica Embora o uso de compósitos venha apresentando um crescimento indiscutível a madeira ainda se faz presente em diversas construções de barcos de porte pequeno e médio A madeira dada às suas características de leveza resiliência facilidade em ser trabalhada constituise no material mais tradicional utilizado para a construção de barcos Mas a madeira combina com água Segundo o site Vintage Boats 2015 Apesar da resistência natural a madeira pode ser vulnerável à deterioração se a água conseguir penetrar em camadas mais profundas do barco Caso isso ocorra a estrutura fica sujeita a distorções ou contaminações de microrganismos apodrecendo o barco por dentro e degradando a flutuabilidade deste Enquanto alguns tipos de madeira produzem naturalmente substância química que ajuda a proteger contra a deterioração outros são altamente suscetíveis e portanto inadequados para serem usados na construção de barcos Quando se trata de analisar qual madeira é apropriada para embarcações à prova dágua a principal verificação é realizada na constatação dos nós Se há uma quantidade considerável de nós visíveis há uma boa chance de que o material não dobrará corretamente tornandoo inapropriado para ser usado em um casco Quais fatores são favoráveis ao uso da madeira na construção de barcos Dentre as principais propriedades da madeira para uso náutico podemos destacar Facilidade de dobramento Textura Manutenção e troca reposição Menor custo quando comparado com outros materiais A facilidade de dobramento vem da flexibilidade da madeira e da sua estrutura de fibras Figura 3 13 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Figura 3 Estrutura de uma embarcação Madeiras dobradas CONVÉS 1ª COBERTA 2ª COBERTA LONGARINA CHAPA ONÇARIA GRELHA VERTICAL ROBALETE CHAPA QUILHA Fonte Náutico Disponível em https4bpblogspotcomQN3Q7vJ5bOsWNbVWWIMVEIAAAAAAAAEZAkrzL6A MdvACrAObh2WpWXhQyyrDRxxPQCEws1600QUILHA2estruturara036png Acesso em 15 Dez 2020 A textura também é um fator importante para ser considerado na construção de um barco Ela precisa ser a mais reta possível e não deve ser torcida Essa questão influencia na força do material e em sua maleabilidade Dentre as principais madeiras utilizadas na construção náutica temos Ash Cedro Douglas Fir Iroko Carvalho Mogno Africano No Brasil considerando a grande navegabilidade dos rios da Amazônia nos quais predomina o tráfego de barcos de madeira Pinto et al 1992 realizaram um levantamento das principais madeiras da região amazônica usadas em embarcações e chegaram à seguinte relação Tabela 1 14 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Tabela 1 Madeiras da Amazônia usadas na construção ou partes de barcos Nome Vulgar conhecido Aplicação Saboeiro Convés e obra morta Amarelinho Quilha obra morta e convés Molongó Boia e isolante Enviradecotia Convés Tanimbuca Convés Bacuri Obra morta Itaubaamarela Casco quilha convés Itaubaamareladevárzea Casco quilha convés talhamar Itaubapreta Casco quilha convés Louroaritu Quilha verdugo convés e obra morta Louroinhamui Louropreto Louropuxuri Mirapiranga Quilha Enviradecotia Obra morta Roxinho Quilha Angelimrajado Obra morta Sucupiraamarela Quilha e obra morta Angelimpedra Casco quilha convés e obra morta Cumaru Quilha e obra morta CumaruFerro Quilha e talhamar Saboaranadoigapó Obra morta Saboarana Obra morta Sucupirapreta Convés e quilha Guaruba Obra morta Rabodearraia Obra morta e convés Fonte Pinto et al 1992 p472 Disponível em httpssmastr16blobcorewindowsnetiflorestalifrefRIF42RIF42470476pdf Acesso em 16 Dez 2020 Obras mortas é em náutica a parte do casco que fica acima da água incluindo as estruturas existentes no convés A parte emersa Obras vivas é um termo usado em construção naval para se referir à parte inferior do casco das embarcações a qual fica submersa em oposição a obras mortas ou superestruturas que correspondem às estruturas existentes nos conveses Pinto et al 1992 p474 mostram detalhes vista superior e vista lateral de um típico barco de madeira que é construído na região amazônica Figura 4 15 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Figura 4 Detalhes de um barco de madeira a Vista superior b Vista lateral a b Legenda A Talha Mar B Espinho de Popa C Queixo D Coral E Quilha F Caverna G Laita H Verdugo I Ficher J Convés L Facheira M Quebra Mar N Tábuas de Vedação Fonte Pinto et al 1992 p 474 Disponível em httpssmastr16blobcorewindowsnetiflorestalifrefRIF42RIF42470476pdf Acesso em 16 Dez 2020 Metais na construção náutica Na construção naval diversos tipos de metais ferrosos aços e ferro fundido e não ferrosos alumínio latão naval bronze são utilizados Porém em embarcações de pequeno porte nos concentraremos no alumínio o qual proporciona a construção de barcos mais leves Para a construção de embarcações o alumínio ligas de alumínio utilizado é fornecido na condição de extrudado Uma das vantagens do alumínio em relação ao aço é que ele tem um terço do peso do aço e apresenta baixa densidade além de resistência à corrosão Assim é possível construir cascos e superfícies mais leves e com excelente resistência estrutural Do fato de reduzir o peso da embarcação resulta na necessidade de uma menor potência 16 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL para movimentar o barco Somese a isso o fato de o alumínio não ser inflamável não absorver água e não deformar como a fibra de vidro A figura 5 ilustra um pequeno barco de pesca construído em alumínio Figura 5 Barco de pesca feito de alumínio Fonte Pontal da Pesca Disponível em httpswwwpontaldapescacombrprodutosoriginalbarcoaluminiorobalo240341jpg Acesso em 16 Dez 2020 Segundo a MetalThaga 2018 em casos onde se preveja forte ação corrosiva como zonas de águas estagnadas em porões as ligas de alumínio poderão ser fornecidas em têmperas especiais 5083 H116 5086 H117 e 5454 H116 as quais são bastante resistentes à esfoliação que é uma forma especial de corrosão intergranular que produz delaminagem Considerando que o uso de solda é intenso na construção naval a análise do comportamento das regiões soldadas e as ZTA zonas termicamente afetadas merecem atenção O metal base quando tratado termicamente tal como as ligas da série 5xxx é transformado na condição de recozido pelo calor desenvolvido na soldadura Ainda segundo a MetalThaga 2018 há uma redução das propriedades relacionadas com a resistência à tração até ao valor correspondente à condição de recozido A liga 6061T6 susceptível de tratamento térmico desenvolve a sua resistência através de um aquecimento à temperatura de recozimento seguido de têmpera em água e depois reaquecimento a uma temperatura inferior para atingir uma precipitação controlada de compostos intermetálicos A liga 6061T6 é usada em aplicações marítimas devido à maior facilidade com que é laminada relativamente as ligas de AI Mg e por ter boa resistência à corrosão 17 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I em ambiente salino A liga 6061T6 embora de mais elevada tensão de ruptura é severamente degradada na sua resistência ductilidade e resistência à corrosão por ação do calor desenvolvido em soldagem desaconselhando totalmente esse processo de fabricação METALTHAGA 2018 Sejam barcos de pequeno médio ou de grande porte sua navegação pode ser observada tanto em águas doces rios e lagos como em ambientes marinhos mar no mar dada a salinidade da água um fenômeno a se preocupar é a corrosão Em condições normais a corrosão não chega a ser um problema para as ligas de alumínio Porém quando do contato com outros metais esse fenômeno pode ocorrer e portanto deve ser evitado Para tanto recomendase que as partes ou peças de alumínio sejam isoladas do contato com outros metais por algum dos seguintes procedimentos isolamento por fitas revestimentos ou juntas que não absorvam água ou por acessórios e suspensões especiais A corrosão originada desse contato se deve à existência de impurezas nesses outros materiais Segundo a MetalThaga 2018 a corrosão generalizada do alumínio pode ser evitada pela proteção catódica A resistência à corrosão de algumas ligas de alumínio pode ser reforçada por meio de um tratamento superficial designado por anodização O tratamento superficial em ligas de alumínio chamado de Anodização é realizado para reforçar a resistência à corrosão ao calor e ao desgaste nessas ligas Também é conhecida como Oxidação anódica ou Eloxal pois gera uma camada protetora de óxido de espessura variável TECHNIFOR sd A Anodização é feita da seguinte maneira em uma etapa inicial o perfil de alumínio é submergido em uma solução eletrolítica juntamente com o catodo que é a peça feita com material condutor que não reage com o banho Nesse processo a corrente elétrica passa pela solução ácida e libera o hidrogênio e formas de oxigênio do catodo HYSPEX sd 18 CAPÍTULO 2 Materiais de construção naval de médias e grandes embarcações No capítulo anterior foram apresentados os principais materiais usados em embarcações de pequeno porte alguns de características artesanais que usam metais principalmente alumínio madeiras e compósitos em suas estruturas Esses mesmos materiais também são usados largamente em embarcações maiores de médio e grande porte como veremos neste segundo capítulo Madeiras A navegação é uma prática milenar como já pudemos ver na Introdução desse Caderno de Estudos lembram dos fenícios E em praticamente todo o período que se conhece das navegações a madeira foi o material mais presente na construção de embarcações de portes variados e é ainda muito utilizada nos dias atuais embora venha perdendo espaço para materiais tecnologicamente mais desenvolvidos A figura 6 ilustra um barco do século XVI um Galeão muito usado na época das grandes navegações e descobertas de novas terras Figura 6 Galeão do século XVI todo construído em madeira Fonte VortexMag Disponível em httpswwwvortexmagnetwpcontentuploads201711NauFlordelaMarmodified768x536jpg Acesso em 17 Dez 2020 19 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Há relatos de que na época das navegações transoceânicas dos séculos XV e XVI utilizavamse troncos ocos para canoas e junção de troncos e juncos para a construção de balsas ou ainda estruturas de madeiras revestidas com peles de animais A partir do momento que se passou a usar tábuas de madeira no lugar de troncos a qualidade das embarcações deu um grande salto pois as madeiras poderiam ser sobrepostas a partir da quilha sem cavernas ou aplicavase a madeiras unidas e calafetadas sobre quilhas e cavernas Entenda como calafetagem à época a técnica de proteção da embarcação para evitar a penetração de água introduzindo estopa e pez resina extraída de Pinheiros entre duas tábuas Não havia construções náuticas em metal registradas antes do século XVII materiais poliméricos e os compósitos de fibra de vidro ou fibra de carbono com resinas epoxi surgiram apenas no século XX quando se desenvolveram as técnicas de epoxidização das madeiras o que as torna mais duráveis e resistentes e retomouse a construção de barcos em madeira Principais madeiras de uso naval HUSQVARNA sd Cedro usada em coberturas piso e forros de embarcações Seu uso ocorre principalmente na confecção de compensados contraplacados esculturas e obras de talha modelos e molduras Cerejeira convés e móveis decorativos Uma característica importante dessa madeira é que é considerada fácil de trabalhar em função da sua maleabilidade Apresenta boa durabilidade podendo ficar exposta a intempéries Cumaru usada em embarcações em estruturas pesadas internas vigas e caibros Eucalipto apresenta boas características de aplainamento lixamento furação e acabamento Itaúba madeira pesada de alta densidade possui superfície lisa e apresenta alta resistência aos efeitos do tempo e de pragas podendo ficar exposta a intempéries sem prejudicar sua estrutura Usada em coberturas pisos e forros de embarcações 20 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Mogno fácil de ser trabalhada com superfície lisa a madeira de mogno tem uma boa aceitação em todos os mercados que necessitem manusear a madeira com máquinas O Brasil é um país riquíssimo em madeiras dos mais variados tipos e aplicações Pesquise em As principais madeiras brasileiras e possibilidades de uso em Husqvarna disponível em httpwwwmundohusqvarnacombrwpcontent uploads201603husqvarnaebook8finalpdf Acesso em 17 Dez 2020 Boa pesquisa Metais Diversos tipos de metais são usados na construção de grandes navios e outras embarcações de porte médio e grande Na sua parte estrutural ainda é intensa a aplicação de aço estrutural que é produzido nas siderúrgicas e vai direto para os estaleiros em formas padronizadas dentre as quais destacamse Chapas Barras Tubos Vergalhões Perfis I H L T etc Dentre os aços estruturais destacamse o aço fundido e o aço forjado O uso de peças fundidas aplicase onde a forma geométrica é muito complexa ou de grandes dimensões hélice de navios por exemplo Figura 7 enquanto as peças forjadas possuem características mais simplificadas Na figura 7 a maior hélice do mundo foi desenvolvida para os novos meganavios de contêineres do grupo dinamarquês Maersk a maior companhia de transporte marítimo do mundo Segundo o fabricante a hélice tem um peso de pouco mais de 130 toneladas e um diâmetro de 96 metros distribuídas em 6 pás É feita a partir de 79 de cobre 9 de alumínio 6 de níquel 5 de ferro e 1 de manganês A hélice foi projetada para propulsionar o primeiro navio com capacidade para cerca de 12000 TEU 12 mil contêineres o Emma Maerhs GIGANTES DO MUNDO 2012 21 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Figura 7 Hélice de navio obtida por fundição peça fundida Fonte Gigantes do Mundo 2012 Disponível em https1bpblogspotcomDjgTsVWqwT2chgVpunIIAAAAAAAASXM5dJ8Lagt8s640 propelleramaiorhelicedomundojpg Acesso em 17 Dez 2020 Assista ao vídeo Como é feita a hélice de navio e veja as principais etapas da fabricação de peça fundida Disponível em httpswwwyoutubecom watchvzVrFksXVSiA Acesso em 17 Dez 2020 Vale a pena conferir Algumas peças não estruturais que fazem parte do casco do navio podem ser fabricadas em aço latão ou bronze Entre essas peças temos flanges tubos válvulas eixos buchas mancais etc Os metais não estruturais devem apresentar boas qualidades para fundição ser maleáveis e fáceis para trabalhar a quente e a frio pois esses metais são usados em jazentes de máquinas corpo de bombas e válvulas e em peças onde o esforço predominante é o de compressão Vejamos a aplicação de alguns metais segundo Almeida sd Ferro fundido pedestais cabeços e carcaças de bombas Alumínio volantes de válvulas e alavancas de manobra Folhas de alumínio forros mesas de ranchos anteparas das superestruturas cozinhas lavatórios etc As folhas de alumínio puro 955 Al são usadas geralmente como forrações e proteção do isolamento térmico O aço forjado tem propriedades mecânicas muito superiores aos dos laminados e fundidos e são utilizados em eixos amarras e âncoras 22 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Quanto ao formato geométrico muitos materiais são fornecidos na forma de chapas as quais são classificadas segundo Almeida sd em Chapas estruturais são usadas nas estruturas e devem ter espessura superior a 316 equivalente a 476mm Chapas finas e folhas possuem espessuras inferiores a 316 usadas nas anteparas das partes altas anteparas não estruturais proteção contra o tempo etc Essas chapas podem ser de latão cobre ou monel 30Cu e 70Ni Chapas grossas possuem espessuras entre 316 a 15 são fabricadas de aços especiais e têm grande resistência à penetração Chapas corrugadas são chapas de perfil ondulado e de melhor resistência à flexão Chapas xadrez são aquelas com nervuras salientes em uma das faces usadas em ambientes escorregadios praças de máquinas estrados dos porões degraus de escadas e plataformas São chapas com espessura entre 18 a ¾ Independente do metal que se está trabalhando na construção de uma embarcação um cuidado especial deve ser dado à proteção do material contra a corrosão que é o que veremos na sequência Considerando que a proteção contra corrosão constitui uma parcela razoável do custo de produção de uma embarcação os danos provocados pela ação corrosiva devem ser evitados ao máximo Segundo o site da Cortec sd especialista em aplicação de inibidores de corrosão em navios Os inibidores de corrosão são usados em diversas aplicações na indústria de construção naval e marinha Muitas vezes em estruturas que estão presentes nessas indústrias há partes que são de difícil acesso ou podem até mesmo ser completamente inacessíveis para a qualidade e proteção de longa duração contra a corrosão Nesses casos a solução técnica mais eficiente e econômica é o uso dos Inibidores Corrosivos CORTEC sd Os Inibidores de Corrosão são substâncias orgânicas que sofrem evaporação e penetram em todas as partes das superfícies metálicas alcançando até mesmo áreas inacessíveis Após contato com a superfície metálica o vapor condensa no ar e forma uma fina camada monomolecular que protege o metal Figura 8 A camada que é formada se 23 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I auto recompõe e reabastece por meio de nova condensação do vapor garantindo a proteção da superfície Figura 8 Mecanismo de ação do Inibidor de Corrosão Fonte Cortec sd Disponível em httpswwwcorrsolutionscombrimguserfilesimagensMarineFig1jpg Acesso em 17 Dez 2020 Os Inibidores são altamente recomendados para proteção de áreas inacessíveis de estruturas marinhas como quilha leme e dentro do leme faixas de borracha etc Eles também são aplicáveis e altamente eficientes na proteção de oleodutos equipamentos marinhos e navais assim como contatos e equipamentos elétricos A camada inibidora é constantemente reabastecida de modo que não é necessária qualquer reaplicação do sistema de proteção por longo período CORTEC sd O spray salino conhecido como maresia é o principal responsável pela corrosão das partes metálicas de um barco Esse spray penetra na sala de máquinas ou compartimento do motor através de aberturas existentes ou pela evaporação de água no porão Além disso nos meses de inverno barcos e iates no cais seco ou em marinas molhadas estão expostos a diferentes condições ambientais graves que podem causar corrosão nas partes metálicas Compósitos Há um trabalho interessante sobre uso de compósitos na fabricação de navios de guerra que afirma que embora um navio de guerra construído totalmente de aço tenha custo semelhante ao de um navio construído totalmente de compósito os custos de operação gastos com combustível e de manutenção do chapeamento do casco e superestrutura gastos com substituição de chapas são menores no navio totalmente de compósito Tais fatos já justificariam a opção de se 24 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL utilizar materiais compósitos no projeto de construção de navios de guerra SEGAL 2015 pp 1011 Ora se tal raciocínio vale para navios de guerra o mesmo vale para navios civis seja para transportes de passageiros ou para transportes de cargas Segundo Segal 2015 p45 na construção de navios de superfície submarinos e estruturas offshore há uma crescente demanda por estruturas de alta resistência e leves onde os materiais compósitos podem oferecer redução de peso de até 2550 em comparação com o alumínio e o aço Compósitos têm excelente resistência à corrosão o que reduz a manutenção baixa condutividade térmica eles não são magnéticos e quando danificados as estruturas de plástico reforçado com fibra de vidro são facilmente reparadas No capítulo 1 desta Unidade vimos os principais tipos de compósitos utilizados na indústria de pequenas embarcações No entanto esses mesmos materiais também são utilizados na fabricação de partes de navios de médio e grande porte tais como em estruturas secundárias e componentes para todos os tipos de navios de mastros e invólucros a rampas e conveses móveis Dentre os principais tipos de compósitos aplicados na construção de embarcações marítimas temos o poliéster reforçado com fibra de vidro os do tipo sanduíches e polímeros reforçados com fibras de carbono ou aramida com resina éster vinílica ou epóxi Esses compósitos são comuns em navios de elevado desempenho estrutural Outros compósitos também conferem elevado desempenho estrutural kevlar e fibras de carbono Esses materiais se destacam quando usados em construções sanduíche eliminando cavernas e longarinas permitindo a estrutura se tornar muito leve e rígida Quanto às questões de custo os polímeros reforçados com fibras PRF são competitivos quando comparados aos custos do aço e do alumínio principalmente no processo construtivo pois a construção de embarcações em PRF tem a vantagem de não necessitar de equipamentos industriais tais como máquinas de solda de corte e pontes rolantes Os materiais compósitos têm características de alta produtividade especialmente quando se fabrica um grande número de navios o que é difícil de se obter com o alumínio e outros metais sem um aumento significativo no custo de produção Assim o PRF possibilita uma variedade de propriedades mecânicas combinada com a facilidade de construção que a maioria dos metais não possuem SEGAL 2015 25 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Ao encerrarmos esta Unidade 1 abordamos as principais características dos materiais mais utilizados na fabricação de embarcações que variam desde barcos de pesca ou lazer de pequeno porte até a grandes navios produzidos em estaleiros O assunto não se encerra nesses dois capítulos Ao contrário é fortemente recomendável que se busque novos subsídios na literatura a começar pelas fontes aqui indicadas aprofundando seus estudos e agregando novos conhecimentos A evolução dos materiais de uso naval observada nos últimos 50 anos é significativa mas materiais tradicionais como a madeira ainda são muito utilizados Talvez a grande revolução na área de materiais de aplicação naval esteja mesmo nos compósitos que conseguem agregar as melhores propriedades dos elementos que o compõem proporcionando melhores propriedades às peças náuticas menores custos e agilidade de fabricação e manutenção Apesar do uso clássico da madeira do advento dos compósitos ainda continua sendo de uso muito extenso os metais aços e ligas de alumínio em particular principalmente nas embarcações de grandes portes navios militares de transporte de cargas cargueiros petroleiros e navios de passageiros modernos transatlânticos Continue se dedicando aos estudos de materiais para a construção naval
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9 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Nesta primeira unidade de estudos focaremos nossa atenção nos materiais utilizados na construção naval seja de pequenas embarcações artesanal seja nas grandes embarcações desenvolvidas nos estaleiros O conhecimento dos tipos de materiais usados nesse segmento industrial é de vital importância para todos aqueles que almejam vir a trabalhar na indústria naval pois o profissional terá subsídios técnicos e tecnológicos para interagir com outros profissionais que atuam nesse setor seja em projetos construção ou reparos de embarcações de portes diversos Esta Unidade é dividida em dois capítulos Capítulo 1 Materiais de construção naval artesanal pequenas embarcações onde estudaremos materiais naturais madeiras metais alumínio e compósitos No Capítulo 2 Materiais de construção naval de médias e grandes embarcações veremos o uso de metais aço e alumínio compósitos e madeiras CAPÍTULO 1 Materiais de construção naval artesanal pequenas embarcações Segundo Hilbert 2019 há cinco aspectos a se considerar no projeto e construção de um barco 1 O modelo do barco 2 O motor 3 Os materiais 4 A gestão do projeto 5 Custos Dessas cinco variáveis importantes vamos nos concentrar na terceira os materiais A evolução observada nos materiais usados em construção de barcos sofreu um grande avanço nos últimos 50 anos com destaque para materiais mais acessíveis mais duráveis e com menor custo 10 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Madeira ferro e aço foram os materiais mais utilizados na construção naval embora o ferro e o aço apresentem elevada densidade para serem usados em embarcações pequenas daí serem indicados para grandes barcos Até o uso de alumínio que possui ótimas propriedades físicoquímicas as quais permitem seu uso em contato direto com a água teve seu preço e custo de manutenção como fatores desfavoráveis O surgimento dos compósitos materiais tecnologicamente avançados proporcionou uma mudança de paradigma no uso de materiais na construção naval Segundo Hilbert 2019 a fibra de vidro reforçada com resina tornouse o material preferido dos barcos de pequeno porte devido à sua estrutura de fibra que proporciona alta resistência menor peso excelente resistência à corrosão e estabilidade dimensional Somase a isso o fato de os materiais compósitos também superarem os materiais tradicionais ao oferecer o aprimoramento estético e a redução dos custos de manutenção Figura 2 Figura 2 Estrutura de compósito de uma pequena embarcação Fonte Hilbert 2019 Disponível em httpsfluxoconsultoriapoliufrjbrwpcontentuploads201911760cascoproa768x432jpg Acesso em 14 Dez 2020 Vamos começar nosso estudo com a fibra de vidro reforçada com resina Fibra de vidro reforçada com resina Fibra de vidro referese tanto à própria fibra como ao material compósito O PRFV é o Polímero Reforçado com Fibra de Vidro e é composto de finíssimos filamentos de vidro aglomerados não rígidos e de elevada flexibilidade Esse polímero quando adicionado à resina poliéster ou outra resina forma o compósito fibra de vidro Tecnicamente tratase apenas de PRFV Segundo Pachione 2014 as resinas de poliéster insaturado são as mais utilizadas na fabricação dos barcos atualmente As preferências recaem sobre as ortoftálicas e 11 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I aquelas à base de diciclopentadieno DCPD As resinas isoftálicas também integram o grupo porém em um grau muito menor No ranking do consumo de compósitos de poliéster a indústria náutica responde por 4 Segundo a EMBRAPOL Empresa Brasileira de Polímeros existem os seguintes tipos de resinas Ortoftálica baseada em Anidrido Ftálico por isso o nome A mais utilizada nos processos de fabricação do PRFV Possui baixa resistência química térmica e à hidrólise Possui resistência térmica ao redor de 70 a 75 ºC Isoftálica possui melhor resistência química térmica e boa resistência à hidrólise É utilizada em peças que necessitem de melhor desempenho químico térmico e mecânico possui resistência térmica ao redor de 95 a 110 ºC Isoftálico com NPG possui as mesmas características da resina isoftálica porém com melhor resistência à hidrólise Utilizada principalmente em peças que necessitem ficar em contato permanente com a água Resistência térmica igual à isoftálica normal 95 a 110 ºC alta aderência sobre PVC rígido Bisfenólica possui melhor resistência química e térmica se comparada com a Isoftálica Utilizada principalmente em revestimentos anticorrosivos tubos tanques conexões etc Resistência térmica ao redor de 120 ºC quando feita póscura Tereftálica PET semelhante às ortoftálicas com substituição total ou parcial de ácido saturado Resina de menor custo com resistência térmica ao redor de 60 a 85 ºC DCPD semelhante às ortoftálicas com substituição total ou parcial do ácido saturado Apresenta boa resistência térmica e à hidrólise alta aderência em outros substratos baixo encolhimento Pode ser aditivada para dar efeito de auto extinguível e baixa emissão de estireno Este tipo de resina tem alto consumo na indústria naval Resistência térmica ao redor de 100 ºC Ainda segundo Pachione 2014 a fibra de vidro é a escolha do mercado náutico e do setor de compósitos em geral Em termos de custobenefício é o reforço ideal 12 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Há a opção da fibra de carbono que apesar do desempenho excepcional ainda é um produto de custo mais elevado A madeira na construção náutica Embora o uso de compósitos venha apresentando um crescimento indiscutível a madeira ainda se faz presente em diversas construções de barcos de porte pequeno e médio A madeira dada às suas características de leveza resiliência facilidade em ser trabalhada constituise no material mais tradicional utilizado para a construção de barcos Mas a madeira combina com água Segundo o site Vintage Boats 2015 Apesar da resistência natural a madeira pode ser vulnerável à deterioração se a água conseguir penetrar em camadas mais profundas do barco Caso isso ocorra a estrutura fica sujeita a distorções ou contaminações de microrganismos apodrecendo o barco por dentro e degradando a flutuabilidade deste Enquanto alguns tipos de madeira produzem naturalmente substância química que ajuda a proteger contra a deterioração outros são altamente suscetíveis e portanto inadequados para serem usados na construção de barcos Quando se trata de analisar qual madeira é apropriada para embarcações à prova dágua a principal verificação é realizada na constatação dos nós Se há uma quantidade considerável de nós visíveis há uma boa chance de que o material não dobrará corretamente tornandoo inapropriado para ser usado em um casco Quais fatores são favoráveis ao uso da madeira na construção de barcos Dentre as principais propriedades da madeira para uso náutico podemos destacar Facilidade de dobramento Textura Manutenção e troca reposição Menor custo quando comparado com outros materiais A facilidade de dobramento vem da flexibilidade da madeira e da sua estrutura de fibras Figura 3 13 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Figura 3 Estrutura de uma embarcação Madeiras dobradas CONVÉS 1ª COBERTA 2ª COBERTA LONGARINA CHAPA ONÇARIA GRELHA VERTICAL ROBALETE CHAPA QUILHA Fonte Náutico Disponível em https4bpblogspotcomQN3Q7vJ5bOsWNbVWWIMVEIAAAAAAAAEZAkrzL6A MdvACrAObh2WpWXhQyyrDRxxPQCEws1600QUILHA2estruturara036png Acesso em 15 Dez 2020 A textura também é um fator importante para ser considerado na construção de um barco Ela precisa ser a mais reta possível e não deve ser torcida Essa questão influencia na força do material e em sua maleabilidade Dentre as principais madeiras utilizadas na construção náutica temos Ash Cedro Douglas Fir Iroko Carvalho Mogno Africano No Brasil considerando a grande navegabilidade dos rios da Amazônia nos quais predomina o tráfego de barcos de madeira Pinto et al 1992 realizaram um levantamento das principais madeiras da região amazônica usadas em embarcações e chegaram à seguinte relação Tabela 1 14 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Tabela 1 Madeiras da Amazônia usadas na construção ou partes de barcos Nome Vulgar conhecido Aplicação Saboeiro Convés e obra morta Amarelinho Quilha obra morta e convés Molongó Boia e isolante Enviradecotia Convés Tanimbuca Convés Bacuri Obra morta Itaubaamarela Casco quilha convés Itaubaamareladevárzea Casco quilha convés talhamar Itaubapreta Casco quilha convés Louroaritu Quilha verdugo convés e obra morta Louroinhamui Louropreto Louropuxuri Mirapiranga Quilha Enviradecotia Obra morta Roxinho Quilha Angelimrajado Obra morta Sucupiraamarela Quilha e obra morta Angelimpedra Casco quilha convés e obra morta Cumaru Quilha e obra morta CumaruFerro Quilha e talhamar Saboaranadoigapó Obra morta Saboarana Obra morta Sucupirapreta Convés e quilha Guaruba Obra morta Rabodearraia Obra morta e convés Fonte Pinto et al 1992 p472 Disponível em httpssmastr16blobcorewindowsnetiflorestalifrefRIF42RIF42470476pdf Acesso em 16 Dez 2020 Obras mortas é em náutica a parte do casco que fica acima da água incluindo as estruturas existentes no convés A parte emersa Obras vivas é um termo usado em construção naval para se referir à parte inferior do casco das embarcações a qual fica submersa em oposição a obras mortas ou superestruturas que correspondem às estruturas existentes nos conveses Pinto et al 1992 p474 mostram detalhes vista superior e vista lateral de um típico barco de madeira que é construído na região amazônica Figura 4 15 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Figura 4 Detalhes de um barco de madeira a Vista superior b Vista lateral a b Legenda A Talha Mar B Espinho de Popa C Queixo D Coral E Quilha F Caverna G Laita H Verdugo I Ficher J Convés L Facheira M Quebra Mar N Tábuas de Vedação Fonte Pinto et al 1992 p 474 Disponível em httpssmastr16blobcorewindowsnetiflorestalifrefRIF42RIF42470476pdf Acesso em 16 Dez 2020 Metais na construção náutica Na construção naval diversos tipos de metais ferrosos aços e ferro fundido e não ferrosos alumínio latão naval bronze são utilizados Porém em embarcações de pequeno porte nos concentraremos no alumínio o qual proporciona a construção de barcos mais leves Para a construção de embarcações o alumínio ligas de alumínio utilizado é fornecido na condição de extrudado Uma das vantagens do alumínio em relação ao aço é que ele tem um terço do peso do aço e apresenta baixa densidade além de resistência à corrosão Assim é possível construir cascos e superfícies mais leves e com excelente resistência estrutural Do fato de reduzir o peso da embarcação resulta na necessidade de uma menor potência 16 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL para movimentar o barco Somese a isso o fato de o alumínio não ser inflamável não absorver água e não deformar como a fibra de vidro A figura 5 ilustra um pequeno barco de pesca construído em alumínio Figura 5 Barco de pesca feito de alumínio Fonte Pontal da Pesca Disponível em httpswwwpontaldapescacombrprodutosoriginalbarcoaluminiorobalo240341jpg Acesso em 16 Dez 2020 Segundo a MetalThaga 2018 em casos onde se preveja forte ação corrosiva como zonas de águas estagnadas em porões as ligas de alumínio poderão ser fornecidas em têmperas especiais 5083 H116 5086 H117 e 5454 H116 as quais são bastante resistentes à esfoliação que é uma forma especial de corrosão intergranular que produz delaminagem Considerando que o uso de solda é intenso na construção naval a análise do comportamento das regiões soldadas e as ZTA zonas termicamente afetadas merecem atenção O metal base quando tratado termicamente tal como as ligas da série 5xxx é transformado na condição de recozido pelo calor desenvolvido na soldadura Ainda segundo a MetalThaga 2018 há uma redução das propriedades relacionadas com a resistência à tração até ao valor correspondente à condição de recozido A liga 6061T6 susceptível de tratamento térmico desenvolve a sua resistência através de um aquecimento à temperatura de recozimento seguido de têmpera em água e depois reaquecimento a uma temperatura inferior para atingir uma precipitação controlada de compostos intermetálicos A liga 6061T6 é usada em aplicações marítimas devido à maior facilidade com que é laminada relativamente as ligas de AI Mg e por ter boa resistência à corrosão 17 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I em ambiente salino A liga 6061T6 embora de mais elevada tensão de ruptura é severamente degradada na sua resistência ductilidade e resistência à corrosão por ação do calor desenvolvido em soldagem desaconselhando totalmente esse processo de fabricação METALTHAGA 2018 Sejam barcos de pequeno médio ou de grande porte sua navegação pode ser observada tanto em águas doces rios e lagos como em ambientes marinhos mar no mar dada a salinidade da água um fenômeno a se preocupar é a corrosão Em condições normais a corrosão não chega a ser um problema para as ligas de alumínio Porém quando do contato com outros metais esse fenômeno pode ocorrer e portanto deve ser evitado Para tanto recomendase que as partes ou peças de alumínio sejam isoladas do contato com outros metais por algum dos seguintes procedimentos isolamento por fitas revestimentos ou juntas que não absorvam água ou por acessórios e suspensões especiais A corrosão originada desse contato se deve à existência de impurezas nesses outros materiais Segundo a MetalThaga 2018 a corrosão generalizada do alumínio pode ser evitada pela proteção catódica A resistência à corrosão de algumas ligas de alumínio pode ser reforçada por meio de um tratamento superficial designado por anodização O tratamento superficial em ligas de alumínio chamado de Anodização é realizado para reforçar a resistência à corrosão ao calor e ao desgaste nessas ligas Também é conhecida como Oxidação anódica ou Eloxal pois gera uma camada protetora de óxido de espessura variável TECHNIFOR sd A Anodização é feita da seguinte maneira em uma etapa inicial o perfil de alumínio é submergido em uma solução eletrolítica juntamente com o catodo que é a peça feita com material condutor que não reage com o banho Nesse processo a corrente elétrica passa pela solução ácida e libera o hidrogênio e formas de oxigênio do catodo HYSPEX sd 18 CAPÍTULO 2 Materiais de construção naval de médias e grandes embarcações No capítulo anterior foram apresentados os principais materiais usados em embarcações de pequeno porte alguns de características artesanais que usam metais principalmente alumínio madeiras e compósitos em suas estruturas Esses mesmos materiais também são usados largamente em embarcações maiores de médio e grande porte como veremos neste segundo capítulo Madeiras A navegação é uma prática milenar como já pudemos ver na Introdução desse Caderno de Estudos lembram dos fenícios E em praticamente todo o período que se conhece das navegações a madeira foi o material mais presente na construção de embarcações de portes variados e é ainda muito utilizada nos dias atuais embora venha perdendo espaço para materiais tecnologicamente mais desenvolvidos A figura 6 ilustra um barco do século XVI um Galeão muito usado na época das grandes navegações e descobertas de novas terras Figura 6 Galeão do século XVI todo construído em madeira Fonte VortexMag Disponível em httpswwwvortexmagnetwpcontentuploads201711NauFlordelaMarmodified768x536jpg Acesso em 17 Dez 2020 19 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Há relatos de que na época das navegações transoceânicas dos séculos XV e XVI utilizavamse troncos ocos para canoas e junção de troncos e juncos para a construção de balsas ou ainda estruturas de madeiras revestidas com peles de animais A partir do momento que se passou a usar tábuas de madeira no lugar de troncos a qualidade das embarcações deu um grande salto pois as madeiras poderiam ser sobrepostas a partir da quilha sem cavernas ou aplicavase a madeiras unidas e calafetadas sobre quilhas e cavernas Entenda como calafetagem à época a técnica de proteção da embarcação para evitar a penetração de água introduzindo estopa e pez resina extraída de Pinheiros entre duas tábuas Não havia construções náuticas em metal registradas antes do século XVII materiais poliméricos e os compósitos de fibra de vidro ou fibra de carbono com resinas epoxi surgiram apenas no século XX quando se desenvolveram as técnicas de epoxidização das madeiras o que as torna mais duráveis e resistentes e retomouse a construção de barcos em madeira Principais madeiras de uso naval HUSQVARNA sd Cedro usada em coberturas piso e forros de embarcações Seu uso ocorre principalmente na confecção de compensados contraplacados esculturas e obras de talha modelos e molduras Cerejeira convés e móveis decorativos Uma característica importante dessa madeira é que é considerada fácil de trabalhar em função da sua maleabilidade Apresenta boa durabilidade podendo ficar exposta a intempéries Cumaru usada em embarcações em estruturas pesadas internas vigas e caibros Eucalipto apresenta boas características de aplainamento lixamento furação e acabamento Itaúba madeira pesada de alta densidade possui superfície lisa e apresenta alta resistência aos efeitos do tempo e de pragas podendo ficar exposta a intempéries sem prejudicar sua estrutura Usada em coberturas pisos e forros de embarcações 20 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Mogno fácil de ser trabalhada com superfície lisa a madeira de mogno tem uma boa aceitação em todos os mercados que necessitem manusear a madeira com máquinas O Brasil é um país riquíssimo em madeiras dos mais variados tipos e aplicações Pesquise em As principais madeiras brasileiras e possibilidades de uso em Husqvarna disponível em httpwwwmundohusqvarnacombrwpcontent uploads201603husqvarnaebook8finalpdf Acesso em 17 Dez 2020 Boa pesquisa Metais Diversos tipos de metais são usados na construção de grandes navios e outras embarcações de porte médio e grande Na sua parte estrutural ainda é intensa a aplicação de aço estrutural que é produzido nas siderúrgicas e vai direto para os estaleiros em formas padronizadas dentre as quais destacamse Chapas Barras Tubos Vergalhões Perfis I H L T etc Dentre os aços estruturais destacamse o aço fundido e o aço forjado O uso de peças fundidas aplicase onde a forma geométrica é muito complexa ou de grandes dimensões hélice de navios por exemplo Figura 7 enquanto as peças forjadas possuem características mais simplificadas Na figura 7 a maior hélice do mundo foi desenvolvida para os novos meganavios de contêineres do grupo dinamarquês Maersk a maior companhia de transporte marítimo do mundo Segundo o fabricante a hélice tem um peso de pouco mais de 130 toneladas e um diâmetro de 96 metros distribuídas em 6 pás É feita a partir de 79 de cobre 9 de alumínio 6 de níquel 5 de ferro e 1 de manganês A hélice foi projetada para propulsionar o primeiro navio com capacidade para cerca de 12000 TEU 12 mil contêineres o Emma Maerhs GIGANTES DO MUNDO 2012 21 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Figura 7 Hélice de navio obtida por fundição peça fundida Fonte Gigantes do Mundo 2012 Disponível em https1bpblogspotcomDjgTsVWqwT2chgVpunIIAAAAAAAASXM5dJ8Lagt8s640 propelleramaiorhelicedomundojpg Acesso em 17 Dez 2020 Assista ao vídeo Como é feita a hélice de navio e veja as principais etapas da fabricação de peça fundida Disponível em httpswwwyoutubecom watchvzVrFksXVSiA Acesso em 17 Dez 2020 Vale a pena conferir Algumas peças não estruturais que fazem parte do casco do navio podem ser fabricadas em aço latão ou bronze Entre essas peças temos flanges tubos válvulas eixos buchas mancais etc Os metais não estruturais devem apresentar boas qualidades para fundição ser maleáveis e fáceis para trabalhar a quente e a frio pois esses metais são usados em jazentes de máquinas corpo de bombas e válvulas e em peças onde o esforço predominante é o de compressão Vejamos a aplicação de alguns metais segundo Almeida sd Ferro fundido pedestais cabeços e carcaças de bombas Alumínio volantes de válvulas e alavancas de manobra Folhas de alumínio forros mesas de ranchos anteparas das superestruturas cozinhas lavatórios etc As folhas de alumínio puro 955 Al são usadas geralmente como forrações e proteção do isolamento térmico O aço forjado tem propriedades mecânicas muito superiores aos dos laminados e fundidos e são utilizados em eixos amarras e âncoras 22 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL Quanto ao formato geométrico muitos materiais são fornecidos na forma de chapas as quais são classificadas segundo Almeida sd em Chapas estruturais são usadas nas estruturas e devem ter espessura superior a 316 equivalente a 476mm Chapas finas e folhas possuem espessuras inferiores a 316 usadas nas anteparas das partes altas anteparas não estruturais proteção contra o tempo etc Essas chapas podem ser de latão cobre ou monel 30Cu e 70Ni Chapas grossas possuem espessuras entre 316 a 15 são fabricadas de aços especiais e têm grande resistência à penetração Chapas corrugadas são chapas de perfil ondulado e de melhor resistência à flexão Chapas xadrez são aquelas com nervuras salientes em uma das faces usadas em ambientes escorregadios praças de máquinas estrados dos porões degraus de escadas e plataformas São chapas com espessura entre 18 a ¾ Independente do metal que se está trabalhando na construção de uma embarcação um cuidado especial deve ser dado à proteção do material contra a corrosão que é o que veremos na sequência Considerando que a proteção contra corrosão constitui uma parcela razoável do custo de produção de uma embarcação os danos provocados pela ação corrosiva devem ser evitados ao máximo Segundo o site da Cortec sd especialista em aplicação de inibidores de corrosão em navios Os inibidores de corrosão são usados em diversas aplicações na indústria de construção naval e marinha Muitas vezes em estruturas que estão presentes nessas indústrias há partes que são de difícil acesso ou podem até mesmo ser completamente inacessíveis para a qualidade e proteção de longa duração contra a corrosão Nesses casos a solução técnica mais eficiente e econômica é o uso dos Inibidores Corrosivos CORTEC sd Os Inibidores de Corrosão são substâncias orgânicas que sofrem evaporação e penetram em todas as partes das superfícies metálicas alcançando até mesmo áreas inacessíveis Após contato com a superfície metálica o vapor condensa no ar e forma uma fina camada monomolecular que protege o metal Figura 8 A camada que é formada se 23 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I auto recompõe e reabastece por meio de nova condensação do vapor garantindo a proteção da superfície Figura 8 Mecanismo de ação do Inibidor de Corrosão Fonte Cortec sd Disponível em httpswwwcorrsolutionscombrimguserfilesimagensMarineFig1jpg Acesso em 17 Dez 2020 Os Inibidores são altamente recomendados para proteção de áreas inacessíveis de estruturas marinhas como quilha leme e dentro do leme faixas de borracha etc Eles também são aplicáveis e altamente eficientes na proteção de oleodutos equipamentos marinhos e navais assim como contatos e equipamentos elétricos A camada inibidora é constantemente reabastecida de modo que não é necessária qualquer reaplicação do sistema de proteção por longo período CORTEC sd O spray salino conhecido como maresia é o principal responsável pela corrosão das partes metálicas de um barco Esse spray penetra na sala de máquinas ou compartimento do motor através de aberturas existentes ou pela evaporação de água no porão Além disso nos meses de inverno barcos e iates no cais seco ou em marinas molhadas estão expostos a diferentes condições ambientais graves que podem causar corrosão nas partes metálicas Compósitos Há um trabalho interessante sobre uso de compósitos na fabricação de navios de guerra que afirma que embora um navio de guerra construído totalmente de aço tenha custo semelhante ao de um navio construído totalmente de compósito os custos de operação gastos com combustível e de manutenção do chapeamento do casco e superestrutura gastos com substituição de chapas são menores no navio totalmente de compósito Tais fatos já justificariam a opção de se 24 UNIDADE I MATERIAIS DE USO NAVAL utilizar materiais compósitos no projeto de construção de navios de guerra SEGAL 2015 pp 1011 Ora se tal raciocínio vale para navios de guerra o mesmo vale para navios civis seja para transportes de passageiros ou para transportes de cargas Segundo Segal 2015 p45 na construção de navios de superfície submarinos e estruturas offshore há uma crescente demanda por estruturas de alta resistência e leves onde os materiais compósitos podem oferecer redução de peso de até 2550 em comparação com o alumínio e o aço Compósitos têm excelente resistência à corrosão o que reduz a manutenção baixa condutividade térmica eles não são magnéticos e quando danificados as estruturas de plástico reforçado com fibra de vidro são facilmente reparadas No capítulo 1 desta Unidade vimos os principais tipos de compósitos utilizados na indústria de pequenas embarcações No entanto esses mesmos materiais também são utilizados na fabricação de partes de navios de médio e grande porte tais como em estruturas secundárias e componentes para todos os tipos de navios de mastros e invólucros a rampas e conveses móveis Dentre os principais tipos de compósitos aplicados na construção de embarcações marítimas temos o poliéster reforçado com fibra de vidro os do tipo sanduíches e polímeros reforçados com fibras de carbono ou aramida com resina éster vinílica ou epóxi Esses compósitos são comuns em navios de elevado desempenho estrutural Outros compósitos também conferem elevado desempenho estrutural kevlar e fibras de carbono Esses materiais se destacam quando usados em construções sanduíche eliminando cavernas e longarinas permitindo a estrutura se tornar muito leve e rígida Quanto às questões de custo os polímeros reforçados com fibras PRF são competitivos quando comparados aos custos do aço e do alumínio principalmente no processo construtivo pois a construção de embarcações em PRF tem a vantagem de não necessitar de equipamentos industriais tais como máquinas de solda de corte e pontes rolantes Os materiais compósitos têm características de alta produtividade especialmente quando se fabrica um grande número de navios o que é difícil de se obter com o alumínio e outros metais sem um aumento significativo no custo de produção Assim o PRF possibilita uma variedade de propriedades mecânicas combinada com a facilidade de construção que a maioria dos metais não possuem SEGAL 2015 25 MATERIAIS DE USO NAVAL UNIDADE I Ao encerrarmos esta Unidade 1 abordamos as principais características dos materiais mais utilizados na fabricação de embarcações que variam desde barcos de pesca ou lazer de pequeno porte até a grandes navios produzidos em estaleiros O assunto não se encerra nesses dois capítulos Ao contrário é fortemente recomendável que se busque novos subsídios na literatura a começar pelas fontes aqui indicadas aprofundando seus estudos e agregando novos conhecimentos A evolução dos materiais de uso naval observada nos últimos 50 anos é significativa mas materiais tradicionais como a madeira ainda são muito utilizados Talvez a grande revolução na área de materiais de aplicação naval esteja mesmo nos compósitos que conseguem agregar as melhores propriedades dos elementos que o compõem proporcionando melhores propriedades às peças náuticas menores custos e agilidade de fabricação e manutenção Apesar do uso clássico da madeira do advento dos compósitos ainda continua sendo de uso muito extenso os metais aços e ligas de alumínio em particular principalmente nas embarcações de grandes portes navios militares de transporte de cargas cargueiros petroleiros e navios de passageiros modernos transatlânticos Continue se dedicando aos estudos de materiais para a construção naval