p Um automóvel de luxo não é realmente um lugar para procurar algo como sisal, cânhamo, ou madeira. Mesmo assim, as montadoras usam fibras naturais há décadas. Alguns sedãs e cupês de alta tecnologia os usam em materiais compostos para painéis de portas internas, para motor, isolamento interno e acústico, e tampas internas do motor, entre outros usos. p Ao contrário do aço ou alumínio, os compostos de fibras naturais não enferrujam nem corroem. Eles também podem ser duráveis ​​e facilmente moldáveis. As maiores vantagens dos compósitos de polímero reforçado com fibra para carros são o peso leve, boas propriedades de travamento, e características de redução de ruído e vibração. Mas fabricar mais peças de um veículo com fontes renováveis ​​é um desafio. Compósitos de polímero de fibra natural podem rachar, quebrar e dobrar. Os motivos incluem baixa tração, resistência à flexão e ao impacto no material compósito.

p Pesquisadores da Universidade de Joanesburgo já demonstraram que a banana-da-terra, um tipo de banana com amido, é uma fonte promissora para um tipo emergente de material composto para a indústria automotiva. As fibras naturais da banana são combinadas com nanotubos de carbono e resina epóxi para formar um material híbrido de nanocompósito de polímero reforçado com fibra natural. A banana é uma cultura alimentar básica durante todo o ano nas regiões tropicais da África, Ásia e América do Sul. Muitos tipos de banana são consumidos cozidos.

p Os pesquisadores moldaram um material composto de resina epóxi, fibras de bananeira tratadas e nanotubos de carbono. A quantidade ideal de nanotubos foi de 1% em peso da resina epóxi de banana-da-terra combinada. O nanocompósito de banana resultante era muito mais forte e rígido do que a resina epóxi por si só. O compósito tinha 31% mais resistência à tração e 34% mais resistência à flexão do que a resina epóxi sozinha. O nanocompósito também teve módulo de tração 52% maior e módulo de flexão 29% maior do que a resina epóxi sozinha.

p "A hibridização da banana-da-terra com nanotubos de carbono de paredes múltiplas aumenta a resistência mecânica e térmica do composto. Esses aumentos tornam o composto híbrido um material competitivo e alternativo para certas peças de automóveis, "diz o professor Tien-Chien Jen, o principal pesquisador do estudo e chefe do Departamento de Ciências da Engenharia Mecânica da Universidade de Joanesburgo.

p Fibras naturais vs metais

p A produção de peças automotivas a partir de fontes renováveis ​​traz vários benefícios, diz o Dr. Patrick Ehi Imoisili, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciências da Engenharia Mecânica da Universidade de Joanesburgo. “Há uma tendência de uso de fibra natural em veículos. A razão é que os compósitos de fibras naturais são renováveis, baixo custo e baixa densidade. Eles têm alta resistência específica e rigidez. Os processos de fabricação são relativamente seguros, "diz Imoisili." Usando peças de automóveis feitas com esses compostos, pode reduzir a massa de um veículo. Isso pode resultar em melhor eficiência de combustível e segurança. Esses componentes não enferrujam ou corroem como metais. Também, eles podem ser rígidos, durável e facilmente moldável. "

p Contudo, alguns compósitos de polímero reforçado com fibra natural atualmente têm desvantagens, como absorção de água, baixa resistência ao impacto e baixa resistência ao calor, causando efeitos como rachaduras, dobrar ou entortar de uma peça do carro, diz Imoisili.

p Os pesquisadores submeteram o nanocompósito de banana a uma série de testes industriais padronizados. Estes incluíram os métodos de teste ASTM D638 e D790, teste de impacto de acordo com o padrão ASTM A-370, e ASTM D-2240. Os testes mostraram que um compósito com 1% de nanotubos tem a melhor resistência e rigidez em comparação com a resina epóxi sozinha. O nanocompósito de banana-da-terra também mostrou melhora acentuada na microdureza, resistência ao impacto e condutividade térmica em comparação com a resina epóxi sozinha.

p Moldando um nanocompósito de fibras naturais

p Os pesquisadores fabricaram um objeto de teste de tensão moldado por compressão. Eles usaram uma parte de fibras de bananeira não comestíveis, resina epóxi de quatro partes e nanotubos de carbono de paredes múltiplas. A resina epóxi e os nanotubos vieram de fornecedores comerciais. O epóxi era semelhante às resinas que os fabricantes de automóveis usam em certas peças de automóveis. As fibras de banana vieram dos "troncos" ou pseudo-caules, de plantas de banana na região sudoeste da Nigéria. Os pseudo-caules consistem em folhas fortemente sobrepostas.

p Os pesquisadores trataram as fibras da banana-da-terra com vários processos. O primeiro processo é um método antigo chamado maceração aquosa para separar as fibras das plantas dos caules. No segundo processo, as fibras foram embebidas em solução de soda cáustica a 3% por quatro horas. Após a secagem, as fibras foram tratadas com radiação de micro-ondas de alta frequência de 2,45 GHz a 550 W por dois minutos. Os tratamentos com soda cáustica e microondas melhoraram a ligação entre as fibras de banana e a resina epóxi no nanocompósito.

p Próximo, os pesquisadores dispersaram os nanotubos em etanol para evitar o agrupamento dos tubos no composto. Depois disso, as fibras de banana, nanotubos e resina epóxi foram combinados dentro de um molde. O molde foi então comprimido com uma carga por 24 horas em temperatura ambiente.

p Safra de alimentos vs. matéria-prima industrial

p A banana é cultivada em regiões tropicais em todo o mundo. Isso inclui o México, Flórida e Texas na América do Norte; Brasil, Honduras, Guatemala na América do Sul e Central; Índia, China, e sudeste da Ásia. Na África Ocidental e Central, fazendeiros cultivam banana nos Camarões, Gana, Uganda, Ruanda, Nigéria, Costa do Marfim, e Benin.

p O uso de biomassa das principais culturas alimentares básicas pode criar problemas de segurança alimentar para pessoas com baixos rendimentos. Além disso, a indústria automobilística precisará de acesso a fontes confiáveis ​​de fibras naturais para aumentar o uso de compostos de fibras naturais. No caso de bananas, as tensões potenciais entre a segurança alimentar e os usos industriais de materiais compostos são baixas. Isso ocorre porque os produtores de banana descartam os pseudo-hastes como agro-resíduos após a colheita.