Como os materiais compósitos ajudam a alcançar a descarbonização?

Característica de pico de carbono neutro de carbono: Como os compostos ajudam a descarbonizar?

Globalmente, cientistas e ambientalistas estão desenvolvendo maneiras de descarbonizar efetivamente, uma das quais é o uso de materiais compósitos.

O termo "descarbonização" refere-se ao processo de redução dos níveis de emissão de carbono reduzindo as emissões de gases de efeito estufa da indústria ou reduzindo a queima de combustíveis fósseis. Simplificando, a descarbonização está associada a uma redução na produção de dióxido de carbono (CO2), especialmente a partir do transporte e geração de energia. O aumento da concentração de dióxido de carbono no ar é um dos fatores importantes que levam às mudanças climáticas.

Porque é que o nível de CO2 aumenta?

O CO2 é um gás de efeito estufa que absorve calor do sol e, ao contrário de outros gases como nitrogênio e oxigênio, libera calor gradualmente ao longo do tempo. Uma vez que o CO2 está presente em grandes quantidades no ar, provoca um desequilíbrio na energia total e um aumento na temperatura da Terra.

O CO2 também se dissolve facilmente no oceano, onde reage com moléculas de água para produzir ácido carbônico que reduz o pH do oceano. A queda do pH interfere na capacidade dos organismos marinhos de extrair cálcio da água, essencial para o desenvolvimento de conchas e ossos.

Muitas indústrias dependem fortemente de combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás natural para energia. A queima de combustíveis fósseis leva à emissão de CO2, o que contribui para o aquecimento global. Os pesquisadores acreditam que o impacto das mudanças climáticas pode ser reduzido se a indústria mudar suas fontes de energia, ou seja, de fontes de energia não renováveis para renováveis, como solar, eólica, etc.

Compostos e descarburização

Um material composto é um material composto por dois ou mais materiais naturais ou sintéticos com propriedades químicas e físicas diferentes. Os compósitos recém-desenvolvidos não perdem as propriedades dos componentes individuais, mas têm múltiplas combinações valiosas de propriedades.

Na indústria aeroespacial, os materiais compósitos foram desenvolvidos e usados por um longo tempo. Estes materiais compósitos ajudam a desenvolver estruturas aeronáuticas mais leves e duráveis, que ajudam na descarbonização. A maior parte do mundo está trabalhando para emissões líquidas de carbono zero, e pesquisadores e fabricantes acreditam que o uso de materiais compósitos é uma maneira eficaz de descarbonizar efetivamente.

Ecoando seus pontos de vista, o Composites Leadership Forum (CLF) recentemente destacou o papel dos compósitos na obtenção de um futuro líquido de zero CO2. Os compósitos são considerados o ativo mais estratégico e devem ser explorados para desenvolver produtos que potencializem a revolução industrial verde. Em 2016, a CLF foi criada para fornecer liderança independente para o setor. Mais recentemente, a CLF se concentrou no desenvolvimento de novos materiais compósitos que ajudarão a combater as mudanças climáticas.

Desenvolvimento de processo de descarburização de materiais compósitos

Composite Braiding é uma empresa fundada em 2017 por Steve Barbour. Depois de trabalhar na indústria automotiva, a Barber ganhou vasta experiência e contato com uma empresa de fabricação de compósitos, percebendo a importância e necessidade de um material composto mais leve que pudesse ajudar a descarbonizar.

O foco da trança composta é desenvolver produtos com baixa pegada de carbono. A empresa construiu uma unidade de produção altamente automatizada que combina materiais como vidro, carbono, aramida e fibras de basalto com termoplásticos. Os termoplásticos avançados recém-desenvolvidos são mais fortes e mais fortes do que o aço e reduzem o peso em até 60%.

Além disso, a matriz termoplástica utilizada no processo de fabricação é ela própria reciclável. O composto termoplástico recém-desenvolvido pode reutilizar facilmente calor e pressão e não requer quaisquer produtos químicos nocivos. Portanto, este material compósito pode ser facilmente reutilizado e reciclado.

Outra vantagem dos compósitos termoplásticos recém-desenvolvidos é que eles são mecanicamente superiores, econômicos e mais sustentáveis do que os compósitos convencionais. Uma estatística interessante da empresa mostra que eles produzem até 100.000 peças por ano a um custo semelhante ao da fabricação tradicional. Outra característica importante é que o processo de fabricação da empresa reduz o desperdício em até 95% em comparação com os processos tradicionais de fabricação de compósitos. A razão para o baixo desperdício é devido ao reaproveitamento de materiais remanescentes.

É importante ressaltar que quando esses materiais compósitos são aplicados a veículos, nomeadamente para desenvolver quadros leves e duráveis, quadros de assentos, etc., eles podem reduzir significativamente as emissões de carbono e usar menos energia. Além disso, quando é utilizado em infra-estruturas (tais como iluminação e comunicação mastros, pontes, etc.), o processo de instalação requer menos energia e fornece um serviço de longo prazo.

Plano de desenvolvimento futuro

Atualmente, a trança composta está trabalhando com o projeto de catapulta de fabricação de alto valor estabelecido pelo governo do Reino Unido e está se concentrando na criação de materiais compostos sustentáveis. Como parte do projeto Rediscover Composites, o Composite Braiding visa acompanhar a recuperação, decomposição, reciclagem e reutilização na fabricação de compósitos.