Avanços Inovadores em Juntas Adesivas com Micropartículas de Cortiça Magnetizadas

O projeto MagAdhesive, cofinanciado pelo COMPETE 2020, emerge como uma resposta inovadora às necessidades crescentes da indústria, especialmente no sector automóvel, através do desenvolvimento de juntas adesivas funcionalmente graduadas, incorporando micropartículas de cortiça magnetizadas. As juntas adesivas, já amplamente utilizadas pela sua adaptabilidade e capacidade de unir diferentes materiais, beneficiam agora de novas tecnologias que prometem revolucionar a sua aplicação.

Relevância das Juntas Adesivas na Indústria Automóvel

A indústria automóvel é um sector vital para as políticas de eficiência energética da União Europeia, que estabeleceu como meta melhorar a eficiência energética. Este objetivo impulsiona a busca por materiais mais leves, resistentes e sustentáveis. Neste contexto, as juntas adesivas têm desempenhado um papel crucial ao oferecerem vantagens significativas sobre os métodos tradicionais de união, como a redução de peso e custos de produção.

A junta de sobreposição simples, sendo a mais utilizada pela sua simplicidade, apresenta uma limitação significativa: a distribuição não uniforme de tensões na camada adesiva, que tende a concentrar-se nas extremidades. Para superar este desafio, a investigação no campo das ligações adesivas tem-se focado na redução das concentrações de tensão, o que permite aumentar a resistência da junta e reduzir ainda mais o peso das estruturas, um fator essencial no sector automóvel.

Magnetização de Partículas de Cortiça: Um Passo Inovador

Um dos principais objetivos do projeto MagAdhesive foi a magnetização de partículas de cortiça. Este processo foi realizado através da aplicação de um revestimento de magnetite, que é absorvido pela superfície da cortiça, conferindo-lhe propriedades magnéticas. O sucesso deste processo foi significativo, não só pelo desenvolvimento de um método eficaz de magnetização, mas também pela possibilidade de aplicá-lo a outros materiais, como polímeros e cerâmicos. Este avanço foi protegido por uma patente internacional, sublinhando a sua relevância e potencial impacto.

Desenvolvimento de Juntas Funcionalmente Graduadas

O segundo grande objetivo do MagAdhesive foi a criação de um adesivo funcionalmente modificado, utilizando as partículas magnetizadas para produzir juntas adesivas graduadas. Este conceito inovador permite que as propriedades do adesivo variem gradualmente ao longo da sobreposição, garantindo uma distribuição uniforme da tensão. Esta abordagem resulta em estruturas mais leves e com elevada resistência, respondendo de forma eficaz às exigências da indústria automóvel.

Para alcançar estes resultados, foram testadas diversas tecnologias e metodologias experimentais, seguidas de uma fase de otimização do processo, que foi validada experimentalmente. A pesquisa utilizou o método Taguchi para analisar a influência de diferentes fatores, como o tipo de adesivo, o tipo de partícula, a quantidade adicionada e o tamanho das partículas, nas propriedades mecânicas das juntas. Além disso, foram também estudadas as propriedades cinéticas das novas resinas e a sua relação com a resistência mecânica.

Testemunho do Prof. Lucas da Silva

O Prof. Lucas da Silva, membro do projeto e diretor da Unidade de Investigação de Processos Avançados de Ligação da FEUP, sublinha a importância e os avanços alcançados com o MagAdhesive:

“O projeto MagAdhesive: Juntas adesivas graduadas com aplicação de micropartículas de cortiça, permitiu desenvolver uma tecnologia altamente inovadora para o controlo localizado e funcionalmente graduado de ligações adesivas. No âmbito deste projeto, diversos campos magnéticos foram utilizados para controlar a posição de partículas de cortiça ao longo de uma junta adesiva. Estas partículas, magnetizadas através de um processo de revestimento superficial, permitem obter uma redução altamente localizada da rigidez dos adesivos, reduzindo as concentrações de tensão nas zonas mais mecanicamente carregadas, o que resulta numa melhoria substancial do desempenho da junta. O financiamento obtido através do programa COMPETE 2020 foi essencial para atingir este objetivo, tendo permitido obter todos os recursos materiais necessários e a contratação de investigadores altamente qualificados para desenvolver tarefas complexas, como o projeto e geração de campos magnéticos e a demonstração experimental desta tecnologia.”

Impacto e Reconhecimento Internacional

O projeto MagAdhesive não só cumpriu os seus objetivos, como também conseguiu avanços significativos, resultando na publicação de vários artigos científicos e na submissão de duas patentes, uma delas internacional. O equipamento desenvolvido para produzir juntas adesivas funcionalmente graduadas foi criado com base em extensa investigação experimental, apoiada por simulações de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), que permitiram otimizar a produção.

Este equipamento e a metodologia associada foram patenteados e apresentados em diversas conferências internacionais, onde receberam reconhecimento pela sua inovação e potencial de aplicação em diferentes sectores industriais. Estudos experimentais e numéricos adicionais confirmaram a versatilidade do equipamento e da metodologia, demonstrando a capacidade de produzir juntas graduadas utilizando diferentes tipos de partículas magnetizadas.

Conclusão

O projeto MagAdhesive representa um avanço importante no desenvolvimento de juntas adesivas para a indústria automóvel e outros sectores. Ao combinar a inovação no tratamento de partículas de cortiça com a aplicação de metodologias avançadas de produção, o MagAdhesive demonstra o potencial das novas tecnologias para responder aos desafios contemporâneos da indústria, promovendo uma união de materiais mais eficiente, leve e sustentável.

O Apoio do COMPETE 2020

O projeto contou com um investimento elegível de 227 mil euros, dos quais 193 mil euros foram incentivos do FEDER através do COMPETE 2020.