GRA1000 SELEÇÃO DE MATERIAIS MECÂNICOS - Processos, Materiais Compósitos e Meio Ambiente

Prévia do material em texto

19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 1/27
introduçãoIntrodução
Na vida pro�ssional de um engenheiro (de materiais, mecânico, de produção, de automação,
automotivo, mecatrônico, civil, industrial mecânico e áreas a�ns) é necessário conhecer os processos
SELEÇÃO DE MATERIAIS MECÂNICOSSELEÇÃO DE MATERIAIS MECÂNICOS
PROCESSOS, MATERIAISPROCESSOS, MATERIAIS
COMPÓSITOS E MEIO AMBIENTECOMPÓSITOS E MEIO AMBIENTE
Autor: Drª. Roberta Paye Bara
Revisor : A l lan Berbert
I N I C I A R
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 2/27
envolvidos na fabricação de peças para analisar os aspectos logísticos e econômicos no momento do
planejamento.
Além disso, é importante considerar os materiais que foram desenvolvidos nas últimas décadas,
provenientes da combinação de outros, denominados compósitos. É uma tendência de pesquisa,
inclusive com enfoque ambiental, pois alguns engenheiros utilizam materiais antes descartados,
como a �bra de coco, que, quando utilizada na fabricação de compósitos, agrega aspectos
mecânicos ao material e reduz resíduos, contribuindo para a preservação do meio ambiente.
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 3/27
No cotidiano pro�ssional ligado à engenharia de materiais, ocorre, com frequência, a necessidade de
adquirir um produto ou de ter que fabricar um produto, a partir de ligas metálicas. Dessa forma, é
necessário atender a determinadas características mecânicas. Para isso, é importante compreender
os processos envolvidos na fabricação da peça.  
Classi�icação de Processos
Há diversos processos disponíveis para serem utilizados, sendo que a escolha �ca a cargo da
funcionalidade da peça, ou seja, de quais características ela deverá apresentar. Por exemplo, uma
engrenagem com dentes pode ser criada a partir do processo de fundição em areia, ou fundição em
molde permanente, ou conformação a frio, ou laminação a frio ou cortados com fresa (BUDYNAS,
2011).
Fundição em Areia
Esse processo consiste em moldes de areia onde é derramado o metal fundido. Esse molde de areia
é confeccionado a partir de “um padrão” de metal ou madeira, como um protótipo do modelo da
peça, que é utilizado para formar a cavidade na areia no formato da peça. Trata-se de um processo
com baixo custo que permite moldes de diversos tamanhos (BUDYNAS, 2011).
Processos de Trabalho a quente
Todo o processo em que o metal é aquecido em alguma temperatura acima da de recristalização é
considerado processo de trabalho a quente. Segundo Budynas (2011, p. 69), os processos de
trabalho a quente são: laminação, forjamento, extrusão e prensagem.  
A laminação a quente é comumente utilizada na fabricação de barras de aço, alumínio, ligas de
cobre e magnésio, com formatos especí�cos de per�s, como semioval, redonda, hexagonal, em T,
entre outras.
ProcessosProcessos
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 4/27
O forjamento é o processo em que é aplicada uma pressão no metal quente, por meio de
ferramentas como martelo manual ou martelo pneumático. O forjamento é um processo que
aumenta a resistência e a ductilidade do material.
A extrusão a quente consiste em pressionar o metal quente por uma matriz com orifícios no formato
em que se deseja formar os per�s das hastes metálicas. É recomendada a extrusão para materiais
com baixo ponto de fusão, por exemplo, alumínio, cobre, estanho e zinco.
Processos de Metalurgia do Pó
Consiste em utilizar materiais na forma de pó, que são pressionados em moldes e depois aquecidos
(em temperaturas abaixo do ponto de fusão do principal ingrediente). Podem ser utilizados pós de
um metal, de diferentes tipos de metais e até de misturas de metais e não metais. É um processo
muito utilizado na reciclagem de metais. É considerado de baixo custo, contudo os moldes são
caros.
Processos Térmicos do Aço
Os processos térmicos do aço modi�cam as propriedades de dureza, ductilidade e tenacidade. Os
tratamentos térmicos do aço mais conhecidos e utilizados são: recozimento, têmpera, cementação e
revenimento.
No recozimento, o metal é aquecido até superar a temperatura crítica para que o carbono das
tensões residuais (provenientes de processos anteriores) se dissolva no material. O material é
resfriado lentamente (geralmente deixado dentro do forno para esfriar).
Na têmpera, o material é resfriado rapidamente, de forma controlada, em água ou óleo. A água
resfria mais rápido que o óleo, e isso pode gerar trincas no material.
Na cementação, o carvão puro é chamado de cemento, sendo adicionado no fundo de uma caixa
metálica. Em seguida, são colocadas as peças que serão cementadas e, por último, tudo é coberto
por mais carvão puro. A caixa é colocada no forno para aquecer. Nesse processo, há transferência
de carbono para o material, deixando a camada externa mais dura.
No revenimento, o material é aquecido lentamente com o objetivo de reduzir as tensões residuais
(como as que são geradas em corpos de prova). Depois disso, ele é deixado para esfriar lentamente
Figura 4.1 - Exemplo de aço: faca com lâmina damasco (damascus steel)
Fonte: Tarmorlan / Wikimedia Commons.
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 5/27
ao ar.
Seleção Sistemática de Processos
É possível associar mais de um processo para formar um material, por exemplo, uma faca pode ser
forjada e depois passar por uma têmpera. Por isso, para poder escolher qual processo será utilizado
(ou quais processos), é preciso ter clara a estrutura que se deseja formar no material ou quais
propriedades se deseja alterar nele. Um corpo de prova que foi submetido a ensaios mecânicos,
certamente irá apresentar tensões residuais que poderão ser aliviadas por meio do revenimento.
Quando após a fabricação de um material é constatado que sua camada externa precisa ser mais
dura, a cementação pode ser aplicada.
praticarVamos Praticar
Leia o trecho a seguir.
“A seleção efetiva de um material para determinada aplicação de projeto pode ser muito fácil, tomando-se
como base, digamos, aplicações prévias (um aço 1020 sempre é um bom candidato em razão dos seus
diversos atributos positivos) ou, pelo contrário, pode ser um processo complicado e de proporções enormes
saiba maisSaiba mais
Aço damasco é o nome dado à combinação de aços de
diferentes formatos, como pó e pregos. Antigamente, era
difícil obter o aço puro, então, quando necessário, eram
utilizados restos de outros materiais que, inseridos em uma
estrutura (caixa), eram forjados. É possível criar padrões
forjando pedaços ou sobrepondo pedaços com
determinados formatos ou, ainda, torcendo o lingote. No
aquecimento, os materiais se unem e formam padrões
geométricos diferenciados.
ASS IST IR
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 6/27
como acontece com qualquer problema de projeto envolvendo avaliação de muitos parâmetros físicos, de
natureza econômica e de processamento dos materiais”.
BUDYNAS, R. G. Elementos de Máquinas de Shigley: Projeto de Engenharia Mecânica. Porto Alegre: AMGH,
2011. p. 82.
Considerando o processamento dos materiais, em qual processo é empregado o uso de martelos no metal
quente?
a) Forjamento.
b) Revenimento.
c) Têmpera.
d) Metalurgia do pó.
e) Extrusão.
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 7/27
Os compósitos são materiais obtidos arti�cialmente pela união de dois ou mais materiais diferentes,
de forma que anível macroscópico é possível distinguir a separação entre eles. Os materiais
compósitos são constituídos de duas fases, denominadas matriz e fase dispersa (também chamada
de reforço). O reforço é a �bra que será utilizada; já a matriz é o que liga o reforço.
Principais Tipos de Compósitos
Os compósitos são classi�cados em: reforçados com partículas, reforçados com �bras, estruturais e
nano. Os compósitos reforçados com partículas são subdivididos em: compósito reforçado com
partículas grandes, em que a resistência mecânica é melhorada em função do reforço das partículas;
e compósito reforçado por dispersão, em que quanto menor as partículas dispersas, melhor a
resistência. O concreto é um exemplo de compósito com partículas grandes. 
Nos compósitos reforçados com �bras, a e�cácia da melhoria das características mecânicas depende
do comprimento da �bra, pois há uma descontinuidade nas extremidades desta.
CompósitosCompósitos
Figura 4.2 - Classi�cação dos compósitos 
Fonte: Adaptada de Callister e Rethwisch (2018, p. 583).
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 8/27
Fase Matriz e Fase Reforço
Os materiais de natureza uniforme (isotrópicos) como os metais, possuem propriedades mecânicas
como resistência e rigidez, são independentes da orientação dentro do material. Já nos compósitos a
orientação das �bras altera as propriedades mecânicas. Essa alteração ocorre em função da
combinação dos materiais da fase matriz e da fase de reforço, a fase matriz é a base normalmente
onde são inseridas as �bras que são o reforço. A fase matriz geralmente precisa de uma cura, seja
secando ou esfriando. Essa separação entre os materiais terá um comportamento similar a
orientação de �bras e é essa orientação que in�uencia nas propriedades mecânicas dos materiais.
Há estudos especí�cos sobre a relação �bra-matriz, que analisam a força de ligação (resistência da
ligação �bra-matriz ), comprimento, diâmetro ( ) e resistência da �bra (resistência à tração da
�bra ). O comprimento crítico da �bra ( ), de�nido por: .
A forma com que a fase dispersa está orientada na matriz determina sua classi�cação: �bras
particuladas, �bras descontínuas aleatórias, �bras contínuas alinhadas e �bras contínuas
entrelaçadas.
Nas �bras descontínuas aleatórias há algumas limitações na e�ciência do reforço, mas, no geral, elas
se comportam como um material isotrópico.
Nos compósitos com �bras contínuas e alinhadas, o reforço e a resistência são superiores quando
estão na direção do alinhamento das �bras do reforço e os valores são mínimos quando submetidos
a tensões na direção transversal ao alinhamento do alinhamento das �bras do reforço. Em função
disso, alguns possuem várias camadas de �bras de reforço posicionadas em mais de uma direção. O
módulo de elasticidade do compósito na direção do alinhamento (algumas referências
apresentam como direção longitudinal) é de�nida pela relação com o módulo de elasticidade da
matriz ( ) e da �bra ( ), bem como da fração volumétrica da matriz ( ) e da �bra ( ),
conforme a seguinte relação: (BUDYNAS, 2011; CALLISTER; RETHWISCH,
2018).
Por exemplo, considere o seguinte problema: um compósito reforçado com �bras de vidro
contínuas e alinhadas, no qual a porcentagem volumétrica de �bra de vidro é de 35% v. Sabendo
que o módulo de elasticidade da �bra de vidro é de 69 GPa (1 x psi) e que foi adicionado uma
τc d
σf lc =lc
 ⋅ dσf
2τc
Ecl
Em Ef Vm Vf
= +Ecl EmVm EfVf
106
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 9/27
resina poliéster que seca e endurecida apresenta módulo de elasticidade igual a 3,4 GPa ( 1 x 
psi), qual o módulo de elasticidade desse compósito na direção do alinhamento?
Solução: Primeiro, é necessário veri�car se temos todos os valores necessários para resolver a
equação . Temos que e . Mas se a porcentagem volumétrica da
�bra é 35%v, a porcentagem volumétrica da matriz é o complementar para 100%, ou seja = 65%v
(porque só tem dois materiais).
Agora, basta substituir os valores na equação .
Logo: 
Segundo Callister e Rethwisch (2018), alguns compósitos de �bras descontínuas e alinhadas podem
ter resistência de até 90% dos seus análogos com �bras contínuas. Por isso, cada vez mais tem-se
utilizado e desenvolvido materiais nessa categoria. A resistência longitudinal em tração ( ) de
compósitos com �bras descontínuas alinhadas é: , na
qual é a resistência a ruptura da �bra, é o comprimento médio da �bra, é o comprimento
crítico da �bra, é a tensão na matriz quando o compósito falha   e é a porcentagem
volumétrica da �bra no compósito.
Nos compósitos com matriz polimérica, destacam-se o uso de �bra de vidro ou �bra de carbono ou
�bras de aramida.
Os compósitos com matriz polimérica reforçados por �bras de vidro apresentam resistência
elevada. Por isso, são utilizados na fabricação de cascos de barcos e carrocerias de automóveis.
Os compósitos com matriz polimérica reforçados por �bras de carbono apresentam alto módulo de
tração e são muito utilizados em equipamentos esportivos, como vara de pescar.
Os compósitos com matriz polimérica reforçados por �bras de aramida apresentam características
mecânicas muito úteis, como o kevlar que é mais resistente que o aço e muito leve; por isso, é
utilizado nos coletes a prova de bala.
Além de compósitos com matriz polimérica, é possível encontrar (ou desenvolver) compósitos com
matriz metálica ou cerâmica. Os compósitos com matriz metálica não são in�amáveis como os de
matriz polimérica e apresentam maior resistência à degradação por �uídos orgânicos. Segundo
Callister e Rethwisch (2018, p. 604): “já os compósitos de matriz cerâmica apresentam maior
tenacidade à fratura em função do reforço das �bras, apresentando também uma maior vida útil”. 
praticar
V P ti
106
= +Ecl EmVm EfVf ,  Em Ef Vf
Vm
= +Ecl EmVm EfVf
=   (3, 4 GPa  (1  × )) (0, 65) + (69 GPa  (1  × )) (0, 35)   = 26, 36 GPa  (1  × psiEcl 106 106 106
σcd
=   (1  −   ) + (1  −   )σcd σ∗f ⋅Vf
lc
2l
σ
′
m Vf
σ∗f l  lc
σ
′
m Vf
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 10/27
Vamos Praticar
Um compósito reforçado com �bras de carbono apresenta  porcentagem volumétrica da matriz de 70% v.
Considerando que o módulo de elasticidade da �bra de carbono é de 190 GPa (1 x psi) e que a matriz é
composta de uma resina de poliéster, que seca e endurecida apresenta módulo de elasticidade igual a 3,4
GPa ( 1 x psi), qual o módulo de elasticidade desse compósito na direção do alinhamento?
Solução: Primeiro, como a porcentagem volumétrica da matriz é de 70%v, então a porcentagem volumétrica
da �bra de vidro só pode ser 30%v. Substituindo os valores na equação temos que ,
ou seja:  
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
106
106
= +Ecl EmVm EfVf
=   (3, 4 GPa  (1  × )) (0, 7) + (190 GPa  (1  × )) (0, 3)   = 59, 38 GPa  (1  × psi)Ecl 106 106 106
32 GPa (1  × psi)106
52 GPa 
59, 38 GPa  (1  × psi)106
134, 02 GPa 
49, 32 GPa (1  × psi)106
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 11/27
São considerados materiais híbridos os compósitos que resultam da combinação de uma matriz
(polimérica, metálica ou cerâmica) com dois ou mais tipos de �bras ao mesmo tempo, o que garante
características mecânicas especiais e aplicações em diversas áreas como engenharia espacial e
biomédica.
Os materiais híbridos apresentam melhores propriedades mecânicas do que os compósitos
tradicionais (com um único tipo de �bra), exatamente em função da fase de reforço associar mais de
um tipo de �bra. Por exemplo: “o híbrido vidro-carbono que associa a �bra de vidro (mais
econômica) com a �bra de carbono resultando em um material mais resistente e tenaz, com maior
resistênciaao impacto e mais econômico” (CALLISTER; RETHWISCH, 2018, p. 607).
Compósitos Estruturais
Os compósitos estruturais são compósitos multicamadas, ou seja: há uma sobreposição de camadas
de materiais que garantem resistência à compressão, à tração, à torção e rigidez. Os compósitos
estruturais são classi�cados em laminados ou painéis-sanduíche e suas propriedades mecânicas
dependem dos materiais utilizados como matriz e fase reforço bem como de sua estrutura.
Os compósitos estruturais laminados são constituídos por camadas de placas planas de compósito
que são coladas, podendo fazer combinações de direção das �bras entre as camadas, o que
in�uencia nas propriedades mecânicas. 
Materiais HíbridosMateriais Híbridos
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 12/27
Nos compósitos estruturais tipo painel-sanduíche duas lâminas super�ciais rígidas envolvem um
núcleo como um sanduíche. Os núcleos mais utilizados são: espumas poliméricas, madeira de baixa
massa especí�ca (como por exemplo o MDF e o MDP) e estrutura de colmeia. 
Segundo Callister e Rethwisch (2018, p. 618): “um exemplo de produto que constituído de
compósitos de estrutura laminada e compósitos estruturais do tipo painel-sanduíche com núcleo
colmeia é o Boeing 787”. 
Figura 4.5 - Compósito estrutural painel-sanduíche (com núcleo em forma de colmeia) 
Fonte: Adaptada de Callister e Rethwisch (2018, p. 612).
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 13/27
Estudo de Caso
Tanto as �bras de vidro quanto as �bras de carbono podem ser utilizadas para formar um
compósito híbrido ou um compósito estrutural (multicamadas). No trabalho de Belão et al. (2019),
foi desenvolvida uma metodologia de obtenção de compósito estruturado para aplicação em
longarinas de modelos de aerodesigns utilizando �bra de carbono e resina epóxi.
Os materiais   utilizados foram tecido de carbono, resina Araldite LY 5052/Ardur 5052, cera
desmoldante e desmoldante líquido PVA verde da Alltec.
Os métodos utilizados foram: laminação manual e laminação à vácuo. Foram confeccionadas
amostras com 3, 5 e 8 camadas de �bra de carbono intercaladas com epóxi. Na laminação à vácuo, a
cura do compósito foi realizada por 24h sobre pressão reduzida por meio da aplicação de uma
bomba de vácuo e uma bolsa de vácuo.
As amostras foram confeccionadas no formato de corpos de prova e caracterizadas utilizando uma
máquina universal de ensaios da Time Group (modelo WDW-100B), onde foram realizados ensaios
de tração. As amostras também foram analisadas com microscopia eletrônica de varredura com EDX
(análise de raio X).
Por meio da análise das amostras, percebe-se que foi possível controlar os valores das propriedades
mecânicas em função do número de camadas da �bra de carbono, da metodologia de laminação e
da temperatura de cura. Nas amostras onde a laminação foi realizada em temperatura acima da
temperatura ambiente ocorreram descontinuidades e falhas. Pelo MEV, foi possível concluir a boa
compatibilidade entre a fase e a matriz, ou seja, entre a resina epóxi e a �bra de carbono. Em todas
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 14/27
as amostras confeccionadas à vácuo, houve redução da densidade em comparação com as outras
amostras. 
praticarVamos Praticar
Leia o trecho a seguir.
“Os primeiros materiais híbridos orgânicos/inorgânicos foram sintetizados no contexto das indústrias de
polímeros e tintas, dispersando pigmentos ou aditivos inorgânicos em componentes orgânicos como
solventes, surfactantes e polímeros, de molde a melhorar as propriedades do material �nal”.
MELO, J. Sérgio de; MORENO, Maria João; BURROWS, Hugh D.; GIL, Maria Helena. Química de Polímeros:
contribuições portuguesas. Coimbra: Imprensa da Universidade de Coimbra, 2004. p. 388.
Por que os materiais híbridos apresentam melhores propriedades mecânicas do que os compósitos
tradicionais?
a) Porque utilizam �bras contínuas cruzadas.
b) Porque utilizam �bras contínuas alinhadas.
c) Porque utilizam �bras particuladas dispersas aleatórias.
d) Porque combinam duas ou mais �bras na fase de reforço.
e) Porque utilizam �bras contínuas desalinhadas.
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 15/27
Com o desenvolvimento da indústria e da engenharia de materiais e com o desenvolvimento da
população mundial, houve aumento do consumo de produtos industrializados e fabricados a partir
de diversos materiais. Inicialmente, as preocupações industriais eram voltadas para o
desenvolvimento do produto, depois, percebeu-se a necessidade de se analisar os aspectos de
segurança do trabalho (essa preocupação é bem recente se comparada com o início do
desenvolvimento industrial). A preocupação com o meio ambiente surgiu por último, e ainda há
quem desconsidere os impactos da indústria no meio ambiente, nas mudanças climáticas e na
saúde das pessoas.
Materiais e MeioMateriais e Meio
AmbienteAmbiente
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 16/27
Fato é que a realidade bate na porta mesmo de quem não acredita em evidências e pesquisas
cientí�cas. Como quando a cidade alaga porque as pessoas não possuem a cultura de encaminhar
os resíduos de forma correta ou quando os aterros sanitários das cidades chegam ao limite da
capacidade e nenhuma cidade próxima aceita a construção de um novo aterro. Ou mesmo quando a
ilha de lixo no oceano pací�co ultrapassa três vezes o tamanho do estado de Minas Gerais e �ca
destacada nas imagens de satélite como um novo continente que se forma. Esses são só alguns dos
muitos exemplos dos impactos do que o descarte incorreto dos materiais pode resultar. Por isso,
primeiro é necessário ter em mente o ciclo de vida das matérias primas, pois se não são recicladas e
reutilizadas tornam-se resíduo, lixo.
reflitaRe�ita
Por que há quem não acredite nos alertas dos
cientistas sobre a falta de preservação do meio
ambiente? Será que sempre existiram pessoas
assim? Considerando que, historicamente muitos
cientistas foram perseguidos pelo simples fato de
pesquisarem, serem estudiosos e curiosos por
respostas, temos o indicativo que sempre tivemos
pessoas que desacreditassem os fatos e as
evidências cientí�cas. Talvez, a sensação de que
agora seja maior, ocorra devido à globalização e
das redes sociais, pois quem antes não tinha
visibilidade pode, por meio da internet, expor suas
teorias, mesmo sem nenhum embasamento teórico
cientí�co (e sem lógica), o que denominamos como
“fake news”.
Figura 4.6 - Ciclo de vida das matérias-primas 
Fonte: Adaptada de Callister e Rethwisch (2018, p. 803).
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 17/27
Algumas cidades aboliram o uso de descartáveis plásticos, como sacolas, canudos e embalagens
alimentícias. Alegaram que isso era para reduzir os impactos no meio ambiente. Mas o plástico pode
ser reciclado várias vezes e pode, também, ser associado a outros materiais formando compósitos e
melhorando suas características mecânicas. Então, qual é o problema em utilizar embalagens
plásticas? É um conjunto de fatores, culturais e econômicos. Cultural porque muitos alegam se
preocupar com o meio ambiente, mas jogam lixo no chão e descartam de forma incorreta os
materiais recicláveis. Econômico, porque precisa de equipamentos para reciclar alguns produtos,
como as embalagens acartonadas multicamadas (conhecidas pela marca Tetra Pak), que é possível
separar o papel, do plástico e do metal, formando lingotes de metal, papelão e pelets (só de plásticoou do compósito plástico papel) que poderão ser injetados em moldes criando novos materiais.
Outro aspecto econômico é a criação de novos produtos reutilizáveis com a propaganda de serem
“ambientais” por substituírem os abolidos descartáveis de plástico, contudo, estes são mais caros e
precisam de higienização individual (porque os descartáveis de plástico durante o processo de
reciclagem são lavados em grupo e há reuso da água utilizada).
Independente das políticas locais de reciclagem e utilização de descartáveis plásticos, é fato que
itens de plásticos, isopor, bituca de cigarro, componentes eletrônicos, vidro, metal, papel, madeira e
borracha podem e devem ser reciclados.
Impacto no Meio Ambiente na Seleção de
Materiais
Atualmente, além de todos os aspectos que envolvem o desenvolvimento de produtos e a
construção de edifícios, há uma preocupação com o impacto ambiental no desenvolvimento do
projeto e mesmo durante sua utilização. São considerados aspectos como emissão de gases,
poluição do ar (que afetam no aquecimento global e na saúde das pessoas), bem como dos aspectos
de e�ciência energética e descarte de resíduos.
Os resíduos no mundo e no Brasil são orgânicos (que podem ser compostados), inorgânicos
recicláveis ou inorgânicos que não podem ser reciclados (como fraldas usadas). A maioria dos
materiais inorgânicos demora mais de 30 anos para se decompor, por isso, é fundamental reciclar
os que podem ser reciclados.
Figura 4.7 - Tempo estimado para decomposição de alguns materiais 
Fonte: Adaptada de Senado Federal (2020, on-line).
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 18/27
Durante a seleção de material pode ocorrer que dois materiais tenham sido classi�cados e sejam
candidatos para utilização, nesse caso um critério utilizado para o desempate é o aspecto ambiental.
O aspecto ambiental considera a possibilidade de reuso ou reciclagem desse material, quando este
se tornar obsoleto. Segundo Callister e Rethwisch (2018, p. 809):
A operação e�ciente do ciclo dos materiais �ca facilitada com o emprego de um inventário
de entradas/saídas para avaliação do ciclo de vida de um produto. Os materiais e a
energia são os parâmetros de entrada, enquanto as saídas incluem os produtos usáveis,
os e�uentes aquosos, as emissões para a atmosfera e os resíduos sólidos.
Muitas empresas estão aplicando diretrizes para redução do impacto ambiental em seus modelos
de negócio, por isso, é importante considerar os atributos ecológicos dos materiais.
Os Atributos Ecológicos de Materiais
Os materiais podem ser recicláveis, biodegradáveis ou descartáveis (dejetos que podem apresentar
toxicidade). Alguns metais possuem uma parcela biodegradável, que ocorre durante a oxidação e
outros são descartáveis pelo seu caráter tóxico, nesse caso, são encaminhados para o fabricante
para armazenamento em local próprio para evitar contaminação do solo ou dos ecossistemas
aquáticos (que afetaria fauna e �ora).
Dentre os cerâmicos, o vidro é o mais comum no descarte residencial, sendo um material reciclável.
Há trabalhos recentes que con�rmam a possibilidade de reciclagem de materiais compósitos, como
no trabalho de Jedyn (2018) que foram analisadas as propriedades mecânicas de compósito de
matriz polimérica reforçada com �bras de serragem, após consecutivos processos de reciclagem.
saiba maisSaiba mais
Há diversos grupos de pesquisa no Brasil que trabalham
com compósitos, incluindo pesquisas sobre análise das
propriedades mecânicas do material após a reciclagem.
Jedyn (2018) realizou diversas análises para compósito de
matriz polimérica avaliando as características mecânicas
após suscetíveis reciclagens.
ACESSAR
http://www.prppg.ufpr.br/pgmec/wp-content/uploads/2018/04/Disserta%C3%A7%C3%A3o_207_Felipe-Gon%C3%A7alves-Jedyn-1.pdf
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 19/27
Para cada processo e para cada material, é possível elaborar inventários de emissão de gases no
efeito estufa (GEE). É necessário considerar todo o processo envolvido, desde a sede administrativas
até todos os ambientes utilizados durante o projeto.
É fundamental considerar as fontes de emissão e o tempo de duração. Há recursos digitais que
podem ser utilizados para elaboração do inventário, como planilhas eletrônicas e softwares.
praticarVamos Praticar
Considerando os aspectos relacionados à biodegradabilidade, decomposição, descarte e reciclagem de
materiais, muitos projetos necessitam do desenvolvimento de inventários de emissão GEE, dentre outras
análises, para utilizar mostrar qual foi o impacto ao meio ambiente o desenvolvimento do produto. Qual é o
principal critério analisado no inventário GEE?
a) O preço da matéria-prima.
b) O tempo que o material demora para se degradar.
c) Possibilidade de reciclagem do material quando se tornar obsoleto.
d) A poluição do ar.
e) As emissões de gases que contribuem para o efeito estufa.
Figura 4.8 - De�nição da abrangência do inventário de emissões de gases no efeito estufa 
Fonte: Elaborada pela autora.
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 20/27
indicações
Material
Complementar
LIVRO
Compósitos Estruturais: Ciência e Tecnologia
Editora: Blucher
Autor: Flamínio Levy Neto
ISBN: 978-85-212-1079-5
Comentário: Neste livro, são detalhados vários aspectos relacionados
aos compósitos, com destaque para o enfoque na fabricação a partir de
diversos exemplos de uso de �bras diferentes, como �bras naturais.
Além disso, há um detalhamento sobre diversas características
relacionadas aos compósitos híbridos.
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 21/27
WEB
Reciclagem Mostra um Final Feliz na Vida dos Veículos
Ano: 2015
Comentário: Em países como a Inglaterra e a Suécia, 100% dos
materiais que compõe um automóvel antigo são recicláveis, mas, no
território brasileiro, essa prática é recente. No Brasil, alguns itens são
devolvidos para o fabricante providenciar o descarte correto, que pode
ser um reuso ou uma reciclagem.
A C E S S A R
https://www.youtube.com/watch?v=cPCRICMyiT0
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 22/27
conclusão
Conclusão
O entendimento sobre processos, compósitos (das diversas possibilidades de combinação de
materiais como matrizes e fase de reforço), materiais híbridos e seus impactos no meio ambiente
fazem parte da seleção de materiais. Ele in�uencia nas características mecânicas dos materiais
(melhorando ou piorando as propriedades mecânicas) e/ou interfere nos aspectos econômicos,
fundamentais na análise de viabilidade de um projeto e na administração de uma empresa. A
seleção de materiais envolve muitas áreas, por isso, é importante ter ideia de cada aspecto para que,
durante a vida pro�ssional, se consiga gerir projetos buscando recursos tecnológicos que
possibilitem auxiliar esse processo.
referências
Referências
Bibliográ�cas
BELÃO, G. B. L.; CARNAVALLE, C. A; MOURA, M. R. de; AOUADA, F. A. Desenvolvimento de
metodologia visando a obtenção de compósitos estruturais para aplicação em longarinas de
Aerodesigns. Journal of Experimental Techniques and Instrumentation,   V. 2, n. 1, 2019.
Disponível em: https://periodicos.ufms.br/index.php/JETI/article/view/7607. Acesso em: 3 maio 2020.
BUDYNAS, R. G. Elementos de máquinas de Shigley: Projeto de Engenharia Mecânica. Porto Alegre:
AMGH, 2011.
CALLISTER JÚNIOR, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 9.
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018.
JEDYN, F. G. Preparação e caracterização de compósitos reprocessados de matriz de
polipropileno reforçados por serragem.Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) -
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Paraná, Curitiba,
2018.
SENADO FEDERAL. Infográ�co - Nova Política de resíduos sólidos exigirá mudança de hábitos da
população. Em discussão. Disponível em:
https://periodicos.ufms.br/index.php/JETI/article/view/7607
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 23/27
http://www.senado.gov.br/NOTICIAS/JORNAL/EMDISCUSSAO/revista-em-discussao-edicao-junho-
2010/infogra�co-nova-politica-de-residuos-solidos-exigira-mudana-de-habitos-da-populaao.aspx.
Acesso em: 04 maio 2020.
http://www.senado.gov.br/NOTICIAS/JORNAL/EMDISCUSSAO/revista-em-discussao-edicao-junho-2010/infografico-nova-politica-de-residuos-solidos-exigira-mudana-de-habitos-da-populaao.aspx
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 24/27
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 25/27
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 26/27
19/09/2021 17:11 Ead.br
https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 27/27