Na indústria, a demanda por escovas técnicas que possam suportar temperaturas extremas é constante. Seja em ambientes de alta ou baixa temperatura, encontrar os materiais certos é um desafio crucial. Neste blog, vamos explorar os desafios e soluções para escovas técnicas em condições extremas.
Altas Temperaturas: Um Desafio para Escovas Técnicas
Em muitos casos, selecionar materiais técnicos adequados para a fabricação dessas escovas é um verdadeiro desafio, pois as altas temperaturas são um ponto fraco para os plásticos, que tendem a se degradar mais rapidamente do que outros materiais quando expostos a altas temperaturas.
No entanto, as escovas técnicas desempenham papéis importantes nos processos industriais e, se esses processos forem realizados perto de fornos ou fontes de calor, é essencial desenvolver escovas adequadas para essas condições específicas de trabalho.
Em primeiro lugar, é crucial determinar com precisão a temperatura à qual a escova técnica estará exposta, pois exceder 120°C implica em um aumento significativo nos custos.
É comum os engenheiros aplicarem fatores de segurança aos cálculos, o que muitas vezes leva a exigências de resistência à temperatura para escovas industriais que nunca alcançarão na prática.
É essencial medir a temperatura real do local onde a escova técnica industrial será instalada, não apenas a temperatura do ponto quente dentro de fornos ou queimadores, pois pode haver uma grande diferença térmica entre os dois locais.
Em segundo lugar, é importante distinguir se a alta temperatura à qual as escovas serão submetidas será por um curto período de tempo ou se será uma temperatura de trabalho contínua ou prolongada.
Uma vez definidas corretamente as temperaturas de trabalho e sua duração, podemos avançar para o desenvolvimento de escovas técnicas, começando com materiais mais comuns e avançando para materiais de alto desempenho.
A primeira opção é optar por escovas técnicas metálicas, seja com filamentos de arame ou corpos (tiras), já que sua resistência térmica está na casa das centenas de graus.
No entanto, essas opções geralmente estão limitadas a escovas do tipo tira, como tiras, e a aplicações que envolvem metais, que são menos comuns em comparação com filamentos sintéticos. Portanto, vamos nos concentrar em escovas com filamentos plásticos.
Desde o início, devemos descartar filamentos plásticos básicos, como polipropileno ou polietileno, que não atingem 100°C.
Os primeiros filamentos que começam a ter um comportamento aceitável são o PA6.6, que supera suas variantes PA6, PA6.10 e PA6.12, assim como o PBT.
Tanto os básicos, PA6 e PBT, quanto os mais técnicos, como PA6.10 e PA6.12, podem suportar temperaturas contínuas entre 80 e 100°C, com picos de temperatura durante curtos períodos entre 140 e 180°C.
Em contraste, uma opção econômica para fabricar escovas técnicas para altas temperaturas é o PA6.6, que pode resistir entre 80 e 120°C continuamente, com picos de 170 a 200°C durante curtos períodos.
Quando as temperaturas excedem esses limites, é necessário recorrer a filamentos de alto desempenho, o que implica aumentar o orçamento e ter menos opções de seções disponíveis.
Entre os chamados filamentos técnicos de alto desempenho, o primeiro e mais econômico é o Nylon HT 150 Green Line, uma poliamida estabilizada com uma base de 70% renovável, adequada para uso em indústrias alimentícias.
Este nylon pode alcançar 150°C continuamente e 200°C em curtos períodos.
Acima, há apenas duas opções, ambas com preços elevados.
O Pekalon II, um sulfeto de polifenileno resistente à maioria dos produtos químicos e adequado para contato com alimentos, pode atingir 180°C continuamente, com picos de até 235°C.
A versão mais técnica é o PEEK, uma polieteretercetona, que pode suportar até 250°C continuamente, com picos de 280°C durante curtos períodos, além de ser resistente a ataques químicos e ter o certificado de compatibilidade FDA.
Quanto a escovas feitas com filamentos naturais, há surpresas, pois alguns podem resistir a altas temperaturas.
Por exemplo, escovas técnicas com filamentos de porco e cavalo podem suportar até 140°C, seguidas por pelo de cabra com 150°C, sendo a fibra vegetal de Tampico o filamento natural mais resistente a altas temperaturas, com 160°C.
Embora os filamentos sejam a parte mais importante das escovas técnicas, as bases com as quais são feitas também devem ser capazes de resistir às mesmas temperaturas dos filamentos.
Neste aspecto, temos uma maior variedade do que com filamentos, já que placas e barras são os formatos usuais de plásticos na indústria.
Baixas Temperaturas: Outro Desafio para Escovas Técnicas
Embora a maioria das solicitações e consultas para integrar escovas técnicas se concentre na resistência a altas temperaturas, há uma parte delas que se concentra no extremo oposto: as baixas temperaturas.
Assim como acontece com altas temperaturas, em muitos casos, selecionar materiais técnicos para a fabricação de escovas capazes de suportar temperaturas muito baixas é um verdadeiro desafio.
Este desafio se deve ao fato de que a baixa temperatura representa um ponto fraco para os plásticos, que tendem a rachar e se tornar quebradiços quando expostos a temperaturas abaixo de seu limite mínimo de resistência.
No entanto, as escovas técnicas desempenham papéis importantes nos processos industriais, e se esses processos forem realizados perto de refrigeradores ou fontes de frio
, é crucial desenvolver escovas adequadas para essas condições específicas de trabalho.
Embora a maioria dos exemplos provenha de processos químicos e da indústria alimentícia, eles também se aplicam a escovas usadas ao ar livre e em países ou regiões com climas extremos.
Em primeiro lugar, é fundamental determinar corretamente a temperatura à qual a escova técnica estará exposta, pois exceder o limite de -20°C implica em um custo monetário exponencial, assim como acontece com altas temperaturas.
É crucial medir a temperatura real do local onde a escova técnica industrial será instalada, não apenas a temperatura do ponto mais frio dentro do refrigerador, pois pode haver uma grande diferença térmica entre os dois locais.
Em segundo lugar, também é importante distinguir se a baixa temperatura à qual as escovas técnicas serão expostas será por um curto período de tempo ou se será uma temperatura de trabalho contínua ou prolongada.
Uma vez definidas corretamente as temperaturas de trabalho e sua duração, o desenvolvimento de escovas técnicas pode prosseguir, começando com materiais mais comuns e avançando para materiais de alto desempenho.
A primeira opção para temperaturas muito baixas é optar por escovas técnicas metálicas, que podem resistir até -75 graus Celsius.
No entanto, essas opções estão principalmente limitadas a escovas do tipo tira, como tiras, e a aplicações onde metais são usados, que são menos comuns em comparação com filamentos sintéticos. Portanto, vamos nos concentrar em escovas com filamentos plásticos.
Desde o início, os filamentos de plástico mais básicos, como polipropileno ou polietileno, que se degradam em temperaturas entre -10°C e -15°C, devem ser descartados.
Ao contrário das altas temperaturas, as poliamidas mostram comportamento diferente em climas frios: quanto maior a qualidade, melhor resistem ao frio.
Por exemplo, PA6 e PBT podem resistir até -20°C, PA6.6 até -15°C, e PA6.10 e PA6.12 podem chegar a -30°C com estabilidade.
Para temperaturas ainda mais baixas, são necessários filamentos de alto desempenho.
Entre eles, o Nylon HT 150 Green Line é uma opção econômica que pode resistir até -30°C, igualando a resistência do PA6.12.
No entanto, para temperaturas mais extremas, existem duas opções mais caras: Pekalon II, que pode resistir até -40°C e é excelente resistente a produtos químicos, e PEEK, que pode chegar até -50°C, embora seu preço seja significativamente mais alto, sendo pelo menos 35 vezes mais caro que o PA6.
Conclusões
Em conclusão, nessas condições ambientais de temperaturas extremas, selecionaremos os materiais que se adaptem de maneira estável e segura a cada situação. Seja enfrentando altas temperaturas perto de fornos industriais ou baixas temperaturas em ambientes frios, a escolha de materiais resistentes e duráveis é fundamental para o desempenho e a eficiência das escovas técnicas.
