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A difícil tarefa de prever o comportamento de uma peça de borracha

por Anselmo Fioranelli Júnior*

Anselmo Jr A grande maioria dos engenheiros projetistas e demais profissionais que atuam no desenvolvimento de produtos conhece, com certeza, um ou mais softwares de simulação e teste computacional, assim como as vantagens e benefícios que essas ferramentas propiciam.

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O que poucos sabem, no entanto, é que já existem programas capazes de simular o comportamento de peças e componentes produzidos com matérias-primas com características elásticas, como a borracha.

Diferentemente das peças metálicas, que em geral apresentam característica linear, os produtos feitos de borracha, ao serem deformados, não mantêm o novo formato, mas tendem a retornar à forma original, dependendo da sua composição.

Prever este comportamento é importante para se produzir peças como coxins, que servem para reduzir a vibração ou impacto em uma estrutura, vedação (vedação de porta ou motores), correias e mangueiras (desde simples mangueiras até mangotes de petróleo).

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Isso porque são muitas as variáveis que podem prejudicar o projeto, a começar pela composição da borracha, a geometria da peça e os níveis de esforços a que ela estará sujeita. Nem sempre, o especialista em borracha acerta na primeira tentativa.

Diria até mais: é quase impossível acertar na primeira. Tenho conhecimento de casos em que uma empresa levou dois anos para desenvolver uma única peça, com dezenas de protótipos produzidos e testados, antes de chegarem a uma conclusão.

Há, no entanto, empresas do setor de borracha que há tempos descobriram os benefícios da tecnologia de simulação computacional.

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Hoje não apenas multinacionais do setor de borracha utilizam o software ABAQUS como ferramenta de projeto, mas também diversas empresas nacionais têm descoberto as vantagens do ABAQUS.

Os principais motivos que têm levado estas empresas a usar o ABAQUS é a capacidade de simular o comportamento de peças em borracha, a capacidade de conhecer melhor o produto e principalmente a redução nos prazos e custos no lançamento de novos modelos, além de ganhar produtividade com a otimização dos produtos existentes.

Mas, como um programa como o ABAQUS consegue ajudar a indústria de transformação da borracha, que utiliza uma matéria-prima tão singular e de características tão particulares? O software possui uma extraordinária capacidade de efetuar simulações mecânicas complexas e não-lineares, que possibilita ao usuário criar um modelo matemático a partir dos dados de ensaios de resistência da borracha a ser utilizada, geometria da peça, entre outras variáveis e, com isso, visualizar a necessidade de ajustes no projeto, sem precisar construir protótipos físicos e submetê-los a testes dispendiosos.

O exemplo dos fabricantes de pneus é perfeito para ilustrar os benefícios da utilização da tecnologia da simulação com produtos à base de borracha.

Definido como preto, redondo e com um furo no meio, poucos consumidores sabem o quanto de tecnologia um produto como o pneu demanda, para satisfazer todos os requisitos de segurança, conforto e durabilidade, exigidos pelo mercado.

Pode-se dizer, por exemplo, que um único pneu utiliza diversos tipos diferentes de borracha em sua composição, além de outros componentes usados na sua estrutura.

Com a simulação computacional, o processo é simplificado, pois o programa aceita a entrada de todas as variáveis necessárias para se definir a melhor temperatura de vulcanização, assim como a quantidade de tempo necessária para efetuar este processo.

Isso é importante, pois o tipo de borracha utilizado na banda de rodagem, que fica em contato com o solo, é diferente da borracha utilizada na carcaça e, a má vulcanização causa defeitos no produto que podem causar acidentes e, em casos mais graves, até uma fatalidade.

A amplitude da utilização de programas de simulação é grande e não se limita a fabricantes de pneus novos.

Já percebemos o interesse de reformadores de pneus, que aos poucos têm investido nessa tecnologia com objetivo de melhorar a qualidade de produtos.

Eles descobriram que o ABAQUS permite simular a carcaça e a banda de rodagem individualmente, o que possibilita visualizar todo o processo de reforma separadamente para depois juntar as duas partes.

Isso é necessário, pois cada carcaça possui composição diferente da outra, dependendo da marca e modelo do pneu.

Neste processo, sem o uso da simulação computacional, muitas peças seriam perdidas antes de se chegar a um denominador comum.

É, portanto, muito útil ao consumidor saber se o produto que ele está adquirindo passou por um processo de simulação computadorizada, pois as chances de ele comprar uma peça mal desenvolvida, ou produzida com defeitos, é menor, tendo em vista que nos dias atuais, qualidade deixou de ser um diferencial para se tornar requisito básico na escolha do que levar para casa.

*Anselmo Fioranelli Júnior é engenheiro, gerente da SMARTtech Mecânica

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