BRPI0804730A2 - processo de fabricação de barras de material composto, máquina e barra obtida - Google Patents

Abstract

A presente invenção trata de um processo de fabricação de ba.rras de material composto, máquina e barra obtida, especialmente fabricada para ser usada na armação de estruturas de concreto armado, em substituição às usuais barras de aço. O presente processo de pultrusão incompleta e extrusão, onde a barra (B) é formada tracionada e com ressalios sobre o núcleo, gera uma barra (B) com boas propriedades mecânicas, melhorando a resistência à tração das estruturas. A barra (B) assim produzida oferece melhores condições de aderência com o concreto, além de não sofrer corrosão, qualquer que seja o ambiente de sua utilização.

Description

PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO, MÁQUINA E BARRA OBTIDA

A presente invenção refere-se a um processo defabricação de barras de material composto, máquina e barraobtida, especialmente fabricada para ser usada no reforçode estruturas de concreto armado, em substituição às usuaisbarras de aço.

Histórico da invenção

É do conhecimento do homem da técnica estruturade concreto armado onde se utilizam barras de aço paraestruturar concreto, reforçando-o, de forma a atribuir àestrutura resistência à tração.

Ao se utilizar o aço, deve-se tomar cuidado paraevitar sua oxidação, tal como oferecer um recobrimentominimo de concreto sobre a barra, que varia de acordo com olocal. Quanto mais agressivas são as condições ambientais,tais como regiões próximas ao mar, maior deve ser orecobrimento de concreto a utilizar.

Apesar desse cuidado, em ambientes agressivos oucorrosivos, tem-se uma degradação das barras de aço 85%mais rápida que em locais menos agressivos. O concretotambém se quebra no local onde o aço se oxida, já que eleaumenta de volume, quebrando os concretos, causando enormesgastos de reparo e manutenção das obras de concreto, alémde diminuir significativamente a vida útil destas obras.

Por isso, por volta dos anos 80 foram iniciadosestudos de uso de barras de material composto emsubstituição às barras de aço. Elas foram especialmentedesenvolvidas para resistir e durar, por muito tempo, emambientes de alta corrosão, dando uma solução efetiva eválida a este grave problema.

Elas não se deterioram, nem degradam osconcretos, não são afetadas pelos ions de cloro, ácidos,nem pela alta alcalinidade.

As barras de material composto são fabricadas depolímeros reforçados com fibras FRP (Fiber ReinforcedPolymer). Dentre os reforços utilizados têm-se as fibras devidro (GFRP - Glass Fiber Reinforced Polymer), fibra decarbono (CFRP - Carbon Fiber Reinforced Polymer) , fibra dearamida (AFRP - Aramid Fiber Reinforced Polymer) ou fibrasde Basalto (BFRP - Basalt Fiber Reinforced Polymer). Asfibras são banhadas em um aglutinante poliméricotermoestável, que pode ser de resinas de poliéster,vinylester e/ou Epóxicas, dependendo do uso a que sedestine e também de outros tipos de aglutinantes.

Essas barras podem ser utilizadas em quaisquerlocais, e, vantajosamente, onde se tem um ambienteagressivo ao aço.

As barras de material composto são capazes deeliminar os problemas de corrosão causados pelo aço, e comisso reduzir consideravelmente, a manutenção e custos dereparação em: locais de clima frio onde se usam grandesquantidades de sal para degelar os concretos em ruas,pontes, estradas. Seu uso é adequado também quando osagregados misturados ao cimento para fabricar o concreto,contêm sal ou outros produtos químicos corrosivos. Essasaplicações incluem: estacionamentos; recobrimento depontes; varandas tipo Jersey, parapeitos; muros decontenção; fundações; vigas; pavimentos e todas as obrasque usam agregados contaminados.

A corrosão é um grave problema para as estruturasde concreto armado e é muito comum em: estruturasconstruídas em ou próximas de água salgada, como porexemplo: cais de portos; muros de retenção; diques; murosde defesa costeira; divisórias; estruturas flutuantes;canais, estradas e edifícios costeiros; plataformas;piscinas; aquários; lajes e outros; em geral, de todainfra-estrutura de concreto que esteja situada dentro operto da água salgada.

Nas indústrias de processamento de produtosquímicos e processadora de animais, onde existem todo tipode agentes corrosivos, assim como as águas servidas deorigem doméstica ou industrial, também provocam corrosõesdo aço. As aplicações tipicas para estes casos são:matadouros; plantas de tratamento de águas servidas;plantas petroquímicas; plantas de polpa para papel; plantasde gás líquidas; plantas químicas; tubulações; tanques paracombustível fóssil; represas; torres de esfriamento;chaminés; instalações minerais como refinarias; plantasnucleares para energia; containeres de concreto paradespejos nucleares; etc.

É muito difícil, complexo e custoso usar barrasde aço para o reforço de concretos, em lugares onde senecessita baixa condutividade elétrica ou que necessitetransparência eletromagnética, contudo essa dificuldade évencida ao se utilizar as barras de material compostoAlgumas das possíveis aplicações são: fundições erefinarias de alumínio e cobre; postes para o transporte deeletricidade e comunicação por telefone. Também podem serutilizadas em estruturas onde estejam instaladas:equipamentos eletrônicos para telecomunicações e navegaçãoaérea; torres de aeroporto; pisos de aeroportos,equipamentos de ressonância magnética em hospitais;cruzamento de ferrovias; estruturas militares com requisitode invisibilidade ao radar; etc.

As barras de FRP são vantajosamente utilizadascomo chumbadores de fortificação, também conhecidos comoRockbolts com a vantagem de que em obras que não sãopermanentes, se pode perfurar ou escavar, através deles semdanificar os equipamentos de perfuração; também em túneisou minas com águas ácidas ou ambientes muito agressivospara o aço em seu interior; em minas onde o mineralextraído é contaminado pelo aço em seu processo derefinação.

As barras de material composto podem seraplicadas como fortificação também em: paredes mineiras decortes abertos; túneis; piques, taludes etc.

O uso das barras de material composto, cujadensidade é baixa comparada ao aço (perto de 25% do peso doaço) , é muito conveniente em construções de concreto armadoonde os solos não resistem a cargas muito pesadas; lugaresgeográficos remotos, áreas de meio ambientes sensíveis e emlocais sísmicos ativos, são exemplos de lugaresproblemáticos onde o uso de armação leve nos concretos poderesolver o problema.

Particularmente, em paises da América do Sul comono Chile, Peru e Brasil, as barras de material composto têmsido utilizadas como reforço de concreto polimérico emcélulas de eletro-obtenção de cobre em mineiras como:Chuquicamata, Enami, El Abra, Mantos Verdes, Escondida,Cerro Colorado, no Chile; lio, Milpilla, Mantos de La Luna,no Peru; Caraiba, no Brasil; também como reforços de vigaspré-fabricadas de concreto para ampliação dique seco N°2 elajes para galpões industriais deste artilheiro, ASMAR, noTalcahuano Chile.

Esses tipos de barras são usados também emconcretos instalados em ambientes agressivos nos EstadosUnidos, Canadá, Bélgica, Suécia, Japão, Alemanha, UK,China, índia, Austrália e outros.

De maneira vantajosa, as barras de materialcomposto apresentam alta resistência à tração, maior que oaço; e elevada proporção da resistência/peso; baixo peso(um quarto que o aço); proporciona excelente reforço quandoo peso é importante na obra, por exemplo, para as peçaspremoldadas de concreto, além de reduzir consideravelmenteos custos de transporte, já que se pode movimentar quatrovezes mais em volume; não se corroem; estes materiaiscompostos oferecem uma proteção quimica e resistênciamecânica segura, em toda a escala de Ph; não conduzemeletricidade; proporcionam um excelente isolamento elétricoe térmico; possuem excelente resistência a fatiga (CFRP,AFRP); comportam-se muito bem em situações de cargasciclicas; apresentam boa resistência ao impacto; resistemcargas severas, ou imprevistas e em pontos específicos; sãodotadas de transparência magnética; não são afetadas peloscampos eletromagnéticos; excelentes para o uso onde existamequipamentos de ressonância magnética, navegação etelecomunicações; são estáveis dimensionalmente a variaçõestérmicas severas; a expansão/contração é baixa, o que émuito importante quando estão confinadas dentro deconcretos em ambientes que estão sujeitos a amplasvariações de temperatura; as barras de FRP são umaalternativa economicamente viável, para solucionar oproblema de corrosão das armaduras de aço.

Apesar de todas essas vantagens do uso de barrasde material composto em substituição às de aço nasestruturas de concreto armado, tais barras não sãohomogêneas, motivando uma restrição a seu uso.

É, pois um objetivo da presente invenção umprocesso e máquina para fabricação de barras de materialcomposto, que apresentam homogeneidade ao longo de seucomprimento, e que são dotadas de ressaltos helicoidais queoferecem excelente aderência com o concreto.

De maneira vantajosa, o presente processo deprodução outorga homogeneidade e permite uma produçãomassiva, elimina totalmente a umidade que se estabeleceentre as fibras, antes de seu umedecimento com resinastermoestáveis, de forma a não afetar a aderência entre asfibras e a resina que as recobrem.

Os fios de fibra das barras são mantidos emtensão o tempo todo de produção, o que possibilita que osfios das fibras fiquem praticamente paralelos entre si, etodos os fios que conformam o reforço da barra sãosubmetidos à mesma tensão. Isso permite obter barras commelhores propriedades mecânicas que as barras fabricadaspelos processos da arte anterior, além de garantir umahomogeneidade estrutural ao longo da barra.

Este processo propicia um porcentual reforço/resina termoestavel, homogêneo e constante durante toda afabricação, sendo preferencialmente 75 a 80% de reforço e25 a 20% de resina para GFRP, e 60 a 70% de reforço e 30 a40% de resina para CFRP, AFRP e BFRP, o que permite aobtenção de uma excelente e homogênea resistência à tração

A barra formada pelo presente processo compreenderessaltos reforçados com fibras, oferecendo assimresistência de aderência entre a barra e os concretos muitosemelhantes e ainda superiores à do aço.

A barra compreende uma cobertura feita por umprocesso de extrusão que garante a eliminação total do arda resina termoestavel externa e uma aplicação homogênea deespessura, preferencialmente entre 0,4 a 0,6 mm, inclusivesobre os ressaltos já reforçados, garantindo um seloperfeito do núcleo estrutural das barras, para proteger asfibras estruturais da umidade e de agentes agressivos, estacobertura é resistente aos golpes também.

0 processo garante uma cura homogênea e completadas barras qualquer que seja seu diâmetro, assim como umapós-cura, obtendo dessa forma as melhores propriedadesmecânicas e químicas das resinas.

Breve descrição das ilustrações apresentadas

Para facilitar a compreensão da presente invençãosão apresentadas figuras esquemáticas de uma realizaçãoparticular, cujas dimensões e proporções não sãonecessariamente as reais, pois as figuras têm apenas afinalidade de apresentar didaticamente os diversos aspectosda invenção, cuja abrangência de proteção está determinadaapenas pelo escopo das reivindicações anexas.

São apresentadas em anexo as seguintes figuras:

- a figura 1 representa uma vista esquemática damáquina (1) da presente invenção;

- a figura 2 ilustra uma vista esquemática damáquina (1) sem a cobertura;

- a figura 3 ilustra uma vista em perspectiva dosistema de secagem (2);

- a figura 4 ilustra uma vista em corte parcialda câmara de secagem (21);

- a figura 5 ilustra uma vista em perspectiva doumedecedor (3);

a figura 6 ilustra uma vista explodida doumedecedor (3);

a figura 7 ilustra uma vista lateral dospistões (411) e (412) de movimentação dos cilindros (312) e(313) do umedecedor (3), respectivamente;

- a figura 8 ilustra uma vista em perspectiva dodirecionador ou matriz fria (5);

- a figura 9 ilustra uma vista frontal umedecedorsecundário (7) e do girador (6);

- a figura 10 ilustra uma vista em perspectiva dogirador (6);

- a figura 11 ilustra uma vista em corte parcialdo dosador (8);- a figura 12 ilustra uma vista em corte parcialdo moldador (9);

- a figura 13 ilustra uma vista em perspectiva dosistema tensor (10) com os carros porta braços (12);

- a figura 14 ilustra outra vista em perspectivado sistema tensor (10) com os carros porta braços (12);

a figura 15 ilustra uma vista frontal dosistema tensor (10) e do carro porta braços (12) travado aum carro de arraste (101);

- a figura 16 ilustra uma vista frontal do braço(121) sendo erguido pelo pistão (125);

- a figura 17 ilustra uma vista frontal do braço(121) com a pinça (127) girada para a horizontal pelopistão (126);

- a figura 18 ilustra uma vista em perspectiva doforno (11);

- a figura 19 ilustra uma vista em perspectiva deum carro trator ou de arraste (101);

- a figura 20 ilustra uma vista em perspectiva docilindro (112) da câmara do forno (11).

a figura 21 ilustra uma vista ampliada dodetalhe A da figura 20;

- a figura 22 ilustra uma vista frontal do forno(11) e do carro porta braço (121) apanhando uma barra (B);

- a figura 23 ilustra uma vista frontal do carroporta braço (121) posicionando uma barra (B) no forno (11);

- a figura 24 ilustra uma vista frontal do forno(11) e de um gerador de ar quente (117);

- a figura 25 ilustra uma vista lateral da barra(B) ;

a figura 26 ilustra um gráfico das curvascomparativas de tensão/deformações das barras de aço,barras compostas com fibras de grafite, carbono, aramida,vidro e poliéster.

Descrição da invenção

Em um primeiro aspecto a presente invenção tratade um processo de fabricação de barras de material composto(B) dotadas de ressaltos (BI), mais especificamente barrasde material composto reforçados com fibras, para uso comoreforço de concretos e estruturas, que compreende umprocesso conjunto em que o núcleo (B2) e os reforços dosressaltos (BI) de material composto são formados em umprocesso similar, mas não igual, ao de pultrusão, chamadavariante incompleta de pultrusão enquanto o recobrimentosobre o núcleo (B2) e os ressaltos (BI) são feito porextrusão.

O presente processo compreende as etapas de:

a) Agrupamento de fios (f) de fibras orientadasparalelamente entre si;

b) Aplicação de tensão nos fios (f) agrupados;

c) Banho dos fios (f) agrupados em resinas termoestáveis,mantidos tensionados;

d) Eliminação do excesso das resinas termoestáveis porpressão, e regulagem da razão (%) entre a resina e asfibras;

e) Formação do núcleo (B2) da barra (B) por meio de umamatriz fria (5);

f) Aplicação de um cordão de fibra com resinastermoestáveis em forma helicoidal sobre o núcleo (B2) comoreforço dos ressaltos (BI);

g) Inicio do processo de polimerização da resinatermoestável do núcleo (B2) e dos ressaltos (BI), mantidostensionados, em um forno microondas lineares (14);

h) Aplicação de uma capa de resina termoestável atemperatura ambiente ao redor do núcleo (B2) e dos reforçosdos ressaltos (BI);i) Modelagem da barra (B) ;

j) Inicio do processo de polimerização da resinatermoestável da cobertura aplicada, em um forno microondaslinear (14);

k) Polimerização da resina termoestável do núcleo (B2) comressaltos (BI), ainda tensionados, e da cobertura a umatemperatura controlada;

1) Pós-cura das barras (b) , por aquecimento por cerca deuma hora a temperatura igual ou superior à temperatura detransição vitrea (tg) da resina termoestável da barra (B);

m) Corte das barras (B) nas dimensões desejadas.

O presente processo apresenta uma união eposterior banho em resinas termoestáveis, filamentos defibras, tais como de vidro, de carbono, aramidas e/oubasalto, que são formadas por fios (f) finíssimos dessasfibras, estirados e orientados em linha reta, paralelosentre si, para obter as melhores propriedades mecânicas domaterial.

Este processo linear permite obter materiaiscompostos reforçados contínuos, uma vez que é retirada dasfibras o excesso de resinas termoestáveis e ordenadas,paralelamente entre si, e dirigidas a um banho de resinatermoestável, que contém catalisador, aceleradores e outrosaditivos, mantendo-se sempre os fios de fibras tensionados.

A etapa seguinte é a da pré-formação do núcleo(B2) de material composto, na qual se elimina o excesso deresina das fibras e se controlam os percentuais de fibra /resina ou reforço/resina termoestável, preferencialmente naproporção de 50 até 80% de fibra e 20% até 50% de resina,de forma semelhante ao processo de pultrusão.

A seguir, o núcleo (B2) formado de fibra eresina, em porcentagens definidas, entra em uma matriz friaou direcionador (5) para lhe dar um formato cilíndrico que,diferentemente dos processos da arte anterior, em que sãoutilizadas matrizes quentes, o presente processo nãoprecisa de calor para conformar a barra (B).

Ao sair da matriz fria (5), mediante o processochamado variante incompleta de pultrusão e sem aumento datemperatura da matriz (5), o núcleo (B2) passa para acolocação de um cordão (c) de fibra, umedecido com resinaque é disposto em forma helicoidal ao redor do núcleo (B2),servindo de reforço dos ressaltos (BI) (vide figura 9) .Depois disso segue para um forno microondas linear (14),onde se inicia a polimerização da resina do núcleo (B2) edos ressaltos (BI); seguindo então para uma câmara fechada(834) no dosador (8) (vide figura 11) . A câmara fechada(834) fica no final da extrusora (8), onde o núcleo (B2) eos reforços helicoidais dos ressaltos (BI), são revestidocom resinas termoestáveis adicionadas com materialtixótropico, tudo a temperatura ambiente. As resinastermoestáveis se agregam ao núcleo e reforços helicoidaisdos ressaltos (BI) no redor de toda sua superfície. Estacapa de resina tixotrópica (resina com carga), serve comoproteção quimica aos reforços de fibras do núcleo (B2) eaos ressaltos (BI).

Na etapa seguinte, com um suporte giratório oumoldador (9), que molda a barra (B) , fazendo o acabamentoexterno sobre o núcleo (B2) e os ressaltos (BI). Estesressaltos (BI) dão às barras (B) uma aderência ao concreto,suficiente e necessária, de acordo com as normasestabelecidas.

Após esta etapa, o núcleo (B2) de materialcomposto e seu recobrimento com ressaltos (BI) saem unidosdo moldador (9) e entram em um segundo forno de microondaslinear (14) para dar inicio à polimerização da cobertura deresina tixotrópica.Por meio de um sistema de tração (10) , se puxa abarra (B) para realizar um processo continuo de produção. Abarra (B) pronta, sempre tensionada, entra em um forno (11)com temperatura controlada que acelera e maximiza oprocesso de polimerização, logo em este forno (11), tambémse faz a pós-cura que é um procedimento para obter asmelhores propriedades mecânicas e quimicás das resinas. Após-cura é realizada durante uma hora a temperaturas iguaisou superiores à temperatura de transição vitrea (tg) daresina utilizada.

Uma vez endurecidas e pós-curadas, as barras (B)são cortadas na medida requerida, e depois da saida doforno (11) são esfriadas.

De maneira preferencial, o presente processocompreende uma etapa inicial de secagem dos fios (f) dasfibras que precede ao seu umedecimento com resina. Ele érealizado em um sistema de secagem (2) dotado de umventilador (22), um aquecedor (23) e uma câmara de secagem(21) que promovem a retirada de umidade dos fios (f) (videfiguras 3 e 4).

A secagem prévia dos fios (f) é vantajosa, poismelhora muito a aderência da resina com as fibras, além deevitar qualquer deterioração prematura da barra (B) pelapresença de umidade.

Em outro aspecto a presente invenção trata de umamáquina (1) para fabricar barras (B) de polímerosreforçados com fibras - FRP, dotada de três partes básicas:uma parte de formação de barra, uma de tração da barra eoutra de pós-cura.

Na primeira parte da máquina (1) dá-se o inicio deformação da barra (B) . É o local onde o núcleo (B2) dabarra (B) é formado, através da captura das fibras em fios(f) , formando um feixe de fios (f) paralelos, onde tambémse acrescenta um reforço helicoidal para os ressaltos (BI),e a resina termoestável para proteger as fibras do núcleo(B2) e do ressalto (BI); além de ser onde começa apolimerização da resina.

Na segunda parte da máquina o núcleo (B2) dabarra é tracionado através de carros tratores ou de arraste(101), montados em um par de correntes (102), onde oscarros (101) estão dispostos a uma distância de 12 metrosentre si.

Na terceira parte da máquina, faz-se afinalização da cura, a pós-cura e secagem da barra (B) emum forno (11) de pós-cura, por cerca de uma hora contadosdesde a entrada da barra (B) até sua saida do forno (11) ,onde a barra (B) é mantida no forno em movimentorotacional, a uma velocidade de uma revolução por hora.Também aqui se faz o resfriamento das barras na saida doforno (11).

De maneira mais detalhada, pode-se ver pelasfiguras anexas que a primeira parte da máquina compreendeum sistema de secagem (2) para retirar a umidade dos fios

(f) das fibras. Ele é dotado de um ventilador do tipoturbina (22), um aquecedor (23) e uma câmara de secagem

(21) (vide figuras 3 e 4) . Preferencialmente estesequipamentos são conectados através de dutos de açoinoxidável, que assim não se deterioram com a umidadeextraída dos fios (f).

As fibras em fios (f) ingressam primeiramente nacâmara de secagem (21) que, dotada de um circuito aberto,retira a umidade dos fios (f) , para melhor aderência daresina liquida e principalmente para evitar a deterioraçãoda barra (B) por qualquer umidade residual.

Esse sistema funciona com ar absorvido do meioambiente por um ventilador (22), do tipo turbina, que gerauma corrente de ar no sistema (2).

O ar é aquecido por meio de um aquecedor (23) ,que gera uma temperatura de 75 a 90°C, suficiente parasecar os fios (f).

Na câmara de secagem (21) ocorre a evaporação daumidade, pela ação do calor, que é arrastada pela correntede ar, deixando os fios (f) secos. Dita câmara (21)compreende uma pluralidade de rolos (211) por onde os fios(f) passam, para assegurar sua secagem de forma homogênea.

De maneira preferencial, a câmara de secagem (21)compreende um sistema de controle de temperatura (25) ,responsável pelo controle da temperatura interna do local,onde é estabelecido o set point, programado no processo.Esse sistema pode também controlar o respiro (24), queregula o fluxo, sendo tudo ajustado de acordo com avelocidade do processo.

A umidade pode ser controlada por infravermelho(não ilustrado) e preferivelmente é avaliada a distância,sendo transmitida para uma central de monitoramento porqualquer meio conhecido.

Após a passagem dos fios (f) pelo sistema desecagem (2), eles são direcionados a um umedecedor (3)dotado de um tanque (31) com resina, que se auto-abastececom resina catalisada (vide figuras 5 e 6) . Os fios (f)passam através do tanque (31), que contém uma série decilindros (311, 312 e 313), para direcionamento dos fios(f) dentro do tanque (31) de forma a impregná-los comresina. A quantidade de resina é medida por células decarga (32) que registram o peso.

O tanque (31) é de qualquer material adequado aorecebimento de resina, de forma a não reagir com ela. Ele éapoiado em quatro pequenas células de carga (32)distribuídas uniformemente que, de acordo com o peso,indicam o nivel de resina existente no tanque (31), podendoassim determinar o consumo por metro de fio (f) , e ativar osistema de autoabastecimento.

Após a passagem dos fios (f) pelo tanque (31),eles seguem para prensas para a retirada do excesso deresina. Tais prensas estão presentes na forma de doiscilindros (313) e (311) que são aproximados um do outro,limitando o espaço para a passagem dos fios (f)impregnados, retirando-se assim o excesso de resina.

0 tanque (31) compreende uma carcaça (33) (videfigura 6) onde são fixados dois pistões (411 e 412) atravésde uma estrutura (42) na forma de "ü" invertido. Os pistões(411) e (412) movimentam verticalmente os cilindrossuperiores (312) e (313), respectivamente, de forma aaproximá-los ou afastá-los dos cilindros inferiores (311)(vide figuras 5, 6 e 7).

A parte superior (331) da carcaça (33) é dotadade dobradiças (330) que possibilitam seu pivotamento emrelação à base (332), permitindo eventuais deslocamentos dotanque (31) quando necessários. Toda essa carcaça (33) éancorada à máquina de forma a permitir seu deslocamentolongitudinal, de maneira preferencial, por meios de furosalongados (não ilustrados), comumente chamados de "olhos dechinês", que permite que a carcaça (33) tenha certomovimento, que serve para que células de cargas (32),baseadas nas informações de peso, avaliarem a tensãonecessária para manter os fios do núcleo tensionados,determinando-se numericamente a tensão necessária paraatuar nos fios do núcleo e da barra (B), em função do peso.

O pistão (411) move-se (vide figura 7),deslocando verticalmente o cilindro superior (312) que ésustentado pelas laterais da estrutura (42), mediante umrolamento (não ilustrado), até encontrar o cilindroinferior (311), que só gira em torno de si mesmo, e tambémsobre rolamentos. Estes dois cilindros (311) e (312) sedestinam a comprimir e dar tensão necessária aos fios (f)quando da formação da barra (B).

Referido pistão (412) (vide figura 7), movimentao cilindro (313) na direção do cilindro (311), regulando apassagem dos fios (f) impregnados com resina, e assim suaquantidade de resina, de acordo com uma porcentagem pré-estabelecida, por um sistema similar ao descrito noparágrafo anterior. A quantidade de resina que adere aosfios (f) é pesada e monitorada por uma balança eletrônicaque informa o peso constantemente, para se obter o consumode resina por hora ou fração desta.

A máquina compreende ainda um direcionador oumatriz fria (5) (vide figura 8) de formato cônico usadopara direcionar os fios (f) e formar o núcleo (B2) da barra(B), ao obrigar os fios (f) a se juntar e formar a primeiraetapa que corresponde à formação do núcleo da barra (B).

Para formar o ressalto helicoidal (BI) da barra(B) , a máquina compreende um girador (6) (vide figuras 9 e10) que promove seu giro à velocidade determinada pelooperador, à medida que o núcleo (B2) da barra (B) passapelo centro do girador (6), de acordo com o tipo de barra(B) que se deseja obter. Isso se realiza mediante ummovimento de rotação e de avanço do núcleo (B2) da barra,obtendo-se o passo helicoidal que se deseja.

O girador (6) compreende um eixo de suporte (61)de todo o conjunto móvel que é perfurado por um orifício dediâmetro equivalente ao maior diâmetro do núcleo da barra(B). O eixo (61) está montado em um conjunto de rolamentos(62) e estes por sua vez, em porta rolamentos (64) deacordo com tipo e formato desejado.

Ao eixo (61) é acoplada uma engrenagem (63) dediâmetro e número de dentes, que se determina pela relaçãode transmissão do conjunto móvel desejado.

Um moto-redutor (65) gera o movimento de acordocom o passo helicoidal (BI) desejado. A saida de força e avelocidade do moto-redutor (65) são reguladas pelo pinhão(66) que conecta a engrenagem (63) do eixo (61) com odiâmetro e número de dentes determinado na relação detransmissão.

A fim de possibilitar a variação de velocidade degiro e mudar os passos helicoidais, o moto-redutor (65)conta com um controlador de velocidade que aumenta oudiminui suas revoluções.

A máquina (1) compreende um torcionador (75) quetem a função de torcer um fio de fibra para formar umcordão de fibra (c), base da nervura helicoidal (BI).

Pelo orificio do eixo (61) do girador (6) passa onúcleo (B2) da barra (B) ; enquanto que o cordão (c) deformação do reforço (BI) passa por um umedecedor secundário(7) onde é umedecido com resina, após ser torcido em umtorcionador (75), até formar um cordão (c) de fibra que seassenta em volta do núcleo (B2), em forma helicoidal.

O núcleo (B2) passa girando pelo centro dogirador (6), sendo aplicado sobre ele o cordão (c) defibra, através da abertura (67), para formação do reforço(BI) . A velocidade de avanço e o giro do núcleo (B2) sãodefinidos de acordo com o passo helicoidal do reforço (BI)desejado.

Conforme o especificado no cálculo estrutural doconstrutor, define-se o diâmetro da barra (B) , as alturasdos reforços (Bl), seu ângulo de inclinação e seu passo, oudistância entre os reforços (Bl).

O umedecedor secundário (7) é formado por umtanque com resina (71), para umedecimento do fio (f) defibra, base do reforço dos ressaltos helicoidais (BI) sobreo núcleo (B2) . Esse umedecedor secundário (7) compreendecilindros (72, 73 e 74) que direcionam o cordão (c) defibra dentro do tanque (71), umedecendo-o, além do que oscilindros (73) e (74) retiram o excesso de resina napassagem do cordão (c) entre eles.

A máquina (1) compreende um forno microondaslinear (14), por onde passa o núcleo (B2) com o cordão jáumedecido com resina, a fim de dar inicio ao processo depolimerização da resina que fica no núcleo e no cordão defibra em volta do núcleo (B2). De maneira preferencial,utiliza-se um forno microondas linear (14) que permiteiniciar a polimerização da resina de forma homogênea,especialmente em barras de grandes diâmetros.

A máquina (1) compreende também um dosador (8)(vide figura 11) que adiciona, ao núcleo (B2) e aosreforços dos ressaltos (BI), uma cobertura de resinatermoestável adicionada com material tixótropico preparadacom catalisador, formando uma barra cilíndrica (B) aindasem forma.

O dosador (8) compreende um eixo (81) acoplado aum parafuso sem fim, formando uma peça móvel. O conjuntoeixo sem fim tem um orifício que permite a passagem donúcleo da barra (B) . 0 eixo (81) está montado em umconjunto de rolamentos e estes por sua vez, em portarolamentos (811).

Ao eixo (81) se acopla uma engrenagem (82) dediâmetro e número de dentes, de acordo com o avançodesejado.

O eixo sem fim (81) é o mecanismo distribuidor deresina preparada, que adiciona a quantidade de matéria,necessária para formar a barra (B).

O percurso do helicoidal (812), mais a revoluçãodo giro, desloca a resina e a pressiona até o cilindro(831) seguido do cone (832) do dosador (8), que diminui seudiâmetro até um cilindro (833) de mesmo diâmetro da barra(B). Esta peça cilíndrica (833) pode ser alterada de acordocom o diâmetro de barra (B) desejada.

0 motor redutor (não ilustrado) gera o movimentopara que a passagem do eixo sem fim (81) mova a resina e acomprima entre a extremidade distribuidora cilíndrica (833)e o núcleo (B2). Cada revolução do eixo sem fim (81) injetaum volume de mistura pré-definida ao redor do núcleo dabarra (B) . A sincronização é estabelecida para que adosagem esteja de acordo com a velocidade de produção. Aforça e a velocidade do moto-redutor é transmitida a umpinhão (não ilustrados) que conecta com a engrenagem (82)do eixo sem fim (81), sendo o diâmetro e número de dentesdeterminado de acordo com a transmissão. Para.possibilitara variação de velocidade de giro e mudar a dosagem damistura no núcleo (B2), o moto-redutor compreende umcontrolador de velocidade que aumenta ou diminui suas revoluções.

O dosador (8) compreende ainda um alimentador(85) que fornece matéria prima de forma continua, gerando apressão necessária para operar normalmente. 0 alimentador(85) é dotado de um mecanismo que permite tirar o arindesejável que é introduzido no processo. Ele compreendeum motor (851) que gira um parafuso sem fim (852),transportando matéria-prima ao dosador (8).

A velocidade do alimentador (85) é controlada comum controlador de velocidade (não ilustrado) que permitemudar a rotação do motor (851), alimentando o dosador (8)segundo a necessidade requerida na produção. 0 parafuso semfim (852) é acoplado a um eixo, conformados em uma peçaúnica móvel.Para acoplar o eixo do motor (851) ao eixo doparafuso sem fim (852) tem-se uma união (853),preferencialmente em borracha com suportes de ferro, quepermite absorver os torques do arranque.

O conjunto parafuso/eixo sem fim (812) tem oorifício no meio para que a barra (B) passe por ele. O eixoestá montado em um conjunto de rolamentos e estes por suavez, em porta rolamentos (811).

Um moldador (9) (vide figura 12) gira em torno donúcleo (B2) da barra (BI) dando-lhe forma. Ele gira à mesmavelocidade e direção que o girador (6), efetuando amodelagem do passo helicoidal, sobre o passo da espiralfeito por seu motor (não ilustrado).

O moldador (9) compreende discos modeladores (91)que exercem pressão sobre a barra (B), gerando umadistribuição uniforme do material. A forma dos discosmodeladores (91) varia de acordo com o modelo de barra (B)que se deseja fabricar.

Um eixo (92) acopla o mecanismo moldador,conformando uma peça móvel única. O eixo (92) leva em seuinterior o molde da barra que ao girar vai retocando etomando as características de um parafuso, finalizando oacabamento da barra (B) . O eixo (92) é montado em umconjunto de rolamentos e estes, por sua vez, em portarolamentos (93).

O eixo (92) se acopla a uma engrenagem dotada deum determinado diâmetro e número de dentes de acordo com oavanço desejado.

O moto-redutor gera o movimento do moldador (9)sincronizado com o passo do girador (6), estes doissistemas trabalham na mesma velocidade. A engrenagem doreferido moto-redutor, tem seu diâmetro e número de dentesdeterminado na relação de transmissão. Para variar avelocidade de giro e a sincronização, é incorporado aomotor um controlador de velocidade que aumenta ou diminuisuas revoluções.

A máquina compreende um segundo forno microondas(14) linear, por onde passa o núcleo (B2) com o cordão jáumedecido com resina, e com a cobertura de resinatixotrópica já moldada, a finalidade de este forno é darinicio ao processo de polimerização da resina tixotrópicaque fica ao redor do núcleo (B2) e sobre o cordão de fibraem volta do núcleo que faz o reforço dos ressaltos (BI)emforma helicoidal. O forno microondas é preferido, pois elepermite iniciar a polimerização da resina com agentetixotrópico de forma homogênea, especialmente em barras degrandes diâmetros.

Na segunda parte da máquina a barra (B) já comresina é mantida tensionada por um sistema de tração (10)dotado de três carros tratores ou de arraste (101),distantes 12 metros entre si, sendo que dois carros (101)tracionam um comprimento de barra (B) entre eles,equivalente a uma unidade de barra (B) de aproximadamente12 metros. O sistema é tracionado por correntes duplas(102) de 36 metros cada uma, engrenadas ao sistema motrizpor coroas (103) de cerca de 0,822 metros de diâmetro.

O sistema de tração (10) composto por carrostratores (101) fixados nas correntes (102), através deguias e coroas (103), é suportado por uma estrutura emperfil de aço duplo T (105) ancorados no piso.

As correntes (102) são tracionadas pelosdescansos, suportes da porta rolamentos e a caixa derolamento, dos eixos das rodas dentadas (104).

Um moto-redutor (não ilustrado) do tensor (10)estabelece a velocidade de produção da máquina (1),gerenciando-a diretamente; de forma sincronizada com todo oconjunto de fabricação. A engrenagem do moto-redutor tem odiâmetro e número de dentes definidos de acordo com atransmissão.

Para mudar a velocidade de produção da máquina(1), é incorporado um controlador de velocidade (nãoilustrado), que aumenta ou diminui as rotações do motor dotensor (10).

As correntes (102) são mantidas esticadas entreduas coroas (103) e sustentadas pela estrutura (105) (videfiguras 13 e 14). Elas contam com guias (105), entre ascoroas (103). Dessa forma o sistema compreende dois jogosde correntes (102) e quatro guias (não ilustradas) noscarros (101), que de forma paralela e consecutiva,funcionam no mesmo ritmo, arrastando os três carros (101)do sistema de tração (10) .

O carro de arraste (101) é o mecanismo de traçãoda máquina (1), que se desloca entre as coroas (103), quetracionam as correntes (102) do sistema. A operação deagarre da barra (B) pelo carro (101) é feita por mordaças(106) . A ativação de compressão da barra (B) tem a funçãode bloqueá-la no carro (101) superior transversal portamordaça (106); este mecanismo atua ao longo de 12,1 metros,enquanto a barra (B) está em fabricação. Depois de atingiro comprimento especificado, a barra (B) é tomada por braçosmecânicos e pneumáticos (121), sempre mantendo a tensão nasbarras (B), que então é cortada e tirada do eixo da máquina(I) de fabricação de barras (B) , para ser levada ao forno(II) , já na terceira parte da máquina.

Os carros porta braços (12) (vide figuras 13 e14) são dois e estão dispostos nas extremidades daestrutura (105) do sistema de tração (10). Estão instaladosem quatro guias (128) por carro (12), que se deslocam àmesma velocidade estabelecida para a produção e atreladasao carro de arraste (101) para o corte da barra (B).

0 acoplamento do carro porta braços (12) ao carrode arraste (101) é feito através de um pistão pneumatico(122), que é perpendicular ao carro porta braços (12), eque é acionado por um sensor (não ilustrado), acoplando-osem uma posição exata. Uma vez cortada a barra (B) , ospistões pneumáticos (122) são liberados, desacoplando-se osdois carros (12) dos de arraste (101). Em seguida operam-seos dois pistões (125) que estão instalados em uma dasextremidades do carro porta braços (12), para levar a barra(B) ao forno (11).

Uma vez liberada a barra (B) dos braçosmecânicos, os pistões (125) retornam o carro porta-braços(12) ao seu ponto de partida.

Os braços mecânicos (121) são os mecanismos detransferência que parte do sistema de tração (10) indo atéo forno (11) . Seu mecanismo é pneumatico e conta com quatropistões, sendo um pistão (123) o que aciona uma pinça (127)de agarre da barra (B) ; um pistão (125) o que eleva o braço(121) com a barra (B) (vide figura 16), tirando-a do eixode produção; o terceiro pistão (126) gira a pinça (127) deuma posição vertical a uma posição horizontal (vide figura17), direcionando-a para posicionar a barra (B) no forno(11) e, o quarto pistão (124) faz a aproximação final dabarra (B) no forno (11) . Toda a operação do braço (121) sefaz sem deter o sistema de tração (10), para evitar oscortes ou intermitências na fabricação, que geram problemasde qualidade no produto terminado. Os braços mecânicos(121) são suportados nos carros porta-braço (12) comsuportes, posicionados nos extremos de cada braço,assegurando sua efetividade de operação.

A máquina (1) compreende ainda um sistemacortador (129) de barra (B) na forma de uma pequenaferramenta (vide figura 16) instalada em um dos braçosmecânicos (121) de sustentação da barra, que corta a barra(B) na medida especificada. Dita ferramenta de corte (129)possui um disco de alta dureza que gira a alta velocidade.

De maneira preferencial, esta ferramenta é operada de formaautomática e seu mecanismo é pneumático.

A terceira parte da máquina é o forno (11), quesegundo ilustrado na figura 18, tem formato cilíndrico, ecompreende um disco (111) concêntrico que gira o eixo docilindro (112) da câmara interna do forno (11), que ésuportado por barras (113). A carcaça (110) é fixa eapoiada no piso, de forma independente do disco (111). Acarcaça (110) compreende seis misturadores ventiladores(114) que homogeneizam a temperatura do forno (11), que émonitorada por sensores (não ilustrados), os quais pormeios eletrônicos mantém a temperatura constante, requeridapara a pós-cura do material.

De maneira preferencial, o sistema de aquecimentoé feito através de geradores de ar quente (117) (videfigura 24).

A entrada ou saida do ar quente é controlada porválvulas pneumáticas proporcionais (não ilustradas), asquais segundo o requisito de temperatura, modulam o fluxodo fluido térmico.

A carcaça (110) é dotada de um recobrimentoisolante, que impede a fuga de calor para o ambiente.

Os ventiladores (114) são os meios utilizadospara homogeneizar a temperatura do forno (11). Estes 6equipamentos projetados estão dispostos de tal forma, queasseguram uma temperatura constante no forno (11).

O sistema de controle de temperatura é monitoradopor termopares (não ilustrados) dispostos em diferentespontos do forno (11), e assim monitoram a temperatura dediferentes pontos. Essa informação é recebida pelo sistemade controle onde é processada. 0 mecanismo de controleordena às válvulas de fluido térmico abrir, fechar oumanter seu estado inalterado, de acordo com a necessidade.As válvulas de controle são de ação proporcional, o que fazque sua abertura entre estes pontos, varie de 0% até 100%.

As barras (B) são posicionadas dentro do forno(11) pelos braços (121) , que as levam, atravessando ajanela (162) da carcaça (110) até seu posicionamento nocilindro (112) da câmara do forno (11). As barras sãoposicionadas em reentrâncias (161) de coroas (16)periféricas do cilindro (112) e fixadas por mordaças (118)que atuam mecanicamente, em uma guia de deslocamento, queestá dentro do cilindro (112) da câmara, que dirige aabertura ou o fechamento das mordaças (118). De maneirapreferencial, o deslocamento da barra (B) não deve sersuperior a 6 centímetros, espaço de tolerância entre asbarras (B).

Uma vez completado o giro de 360 graus docilindro (112) dentro do forno (11), a barra (B) é cortadaem cada extremidade, a uma medida especificada por umaferramenta (não ilustrada) instalada em um sistema anexo,que é operado por um sensor quando detecta a barra (B) .Esta ferramenta de corte é dotada de um disco de altadureza, gira a alta velocidade, e é operada de formaautomática, cujo mecanismo é pneumático. Quando a barra (B)é cortada, os resíduos que estão na mordaça são liberados eeliminados, ficando prontos para receber a próxima barra (B).

O suporte do rotor é composto por um eixoconcêntrico que percorre todo o rotor, apoiando-se sobresuportes e/ou rolamentos (115), que se apoiam sobre umaestrutura (116), mantendo os elementos móveis elevados.O aquecimento do forno (11) pode ser feito porqualquer meio conhecido do homem da técnica, tal como avapor, a óleo, eletricidade ou a gás.

Quando o aquecimento for à eletricidade, pode-se,por exemplo, instalar resistências elétricas, dispostas nasentradas de ar, esquentando o forno (11) de acordo com umatemperatura necessária para pós-curar a barra (B) .

Esta temperatura é homogeneizada comcontroladores de temperatura e ventiladores. A primeiracorrente de ar quente entra na saida da barra (B) do forno(11), do comprimento da longitude da barra (B) em contracorrente, e a segunda entrada de ar fica no centro do forno(11), também em contra corrente.

A saida de ar esta quase na entrada das barras(B) no outro extremo do forno em um coletor que se canalizaaté a chaminé (119) (vide figura 24) de saida de ar quentecom os gases que são expelidos pela cura, estes gases ficamretidos num filtro de carvão ativado, para no jogar eles naatmosfera.

Quando o aquecimento for a gás, pode-se, porexemplo, ter dois queimadores de gás (não ilustrados)dispostos nas entradas de ar, que assim esquenta o ar comchama direta, com defletores e resta chama, que faz com queos gases quentes da combustão passem através do forno (11)em contra corrente à temperatura que se necessita paracurar a barra (B).

O sistema de motor e redutor do forno (11) temuma velocidade máxima resultante de uma revolução por hora,que é o tempo de duração do processo de cura. O pinhão domoto-redutor, que atua com a engrenagem do eixo de discotem o diâmetro e número de dentes determinado na relação detransmissão.

Na saida do forno (11) dá-se o resfriamento dasbarras (B) por meio de ar frio, para assim poder manipularrápido as barras (B) e passar à etapa seguinte; de controlede qualidade, por meio de elementos eletrônicos, raios emecânicos.

De maneira preferencial, a presente máquinacompreende um porta-rolo (13), que segundo ilustrado nasfiguras 1 e 2, é uma estante formada a partir de perfis comdiversas prateleiras onde são dispostos diversos rolos defios (f) de fibra que são utilizados na fabricação donúcleo da barra. Dita estante é dotada de quatro rodas(131) de forma a ser facilmente movimentada. O número deestantes porta-rolo utilizadas varia de acordo com anecessidade da produção, tendo-se tantas quantasnecessárias para que não falte fibra para alimentar amáquina (1) de matéria prima.

Os fios (f) de uma estante porta-rolos (13) sãounidos aos da estante (13) seguinte, mantendo-se continua aprodução de barras (B) , sem que seja necessário pará-lapara repor matéria prima.

A falta de matéria prima faz com que a máquina(1) pare imediatamente, de forma a evitar falhas naprodução, por núcleos (B2) fora de especificação.

Esta máquina (1) fabrica barras de FRP e contacom mecanismos pneumáticos, hidráulicos, mecânicos,eletrônicos e elétricos. Sua capacidade máxima de produçãosão de 200 barras por hora, a uma velocidade linear de 2400metros por hora, com eficiência operacional de 100%. Elaopera de forma automática, com set point de temperatura,pressão, velocidade, etc.

A presente máquina (1) compreende ainda umsuporte (15) para barras (B) prontas, dotado de umapluralidade de alças semicirculares (151) para receber eacomodar as barras (B) já curadas, quando de sua saida doforno (11). As barras (B) são liberadas do forno (11)quando da abertura das mordaças (118), saindo então pelajanela (162) da carcaça (110), e então são depositadas nasalças (151) até resfriarem.

A invenção trata ainda de barras (B) obtidas napresente máquina pelo processo chamado variante incompletade pultrusão e de extrusão, formada a partir de um materialcomposto.

As principais características desta barra são:alta resistência à corrosão qualquer que seja o ambiente, oque a faz inoxidável e durável; apresentam excelenteresistência mecânica, suportam cargas de ruptura superioresao aço; possuem um módulo de elasticidade variável deacordo com as fibras utilizadas; tem um nivel de deformaçãomaior que o aço; são de grande tenacidade e rigidez; pesamum quarto do que pesa seu similar em aço; possuem umcoeficiente de dilatação térmica muito próximo ao do aço edo concreto; não são condutoras de eletricidade; e nãocriam campos magnéticos por não serem metálicas.

As barras (B) de material composto são umacombinação de dois ou mais materiais diferentes que possuemuma interfase perceptível entre eles.

No presente caso tratam-se de materiaispoliméricos que se constituem de uma resina termoestável ede um reforço de fibras.

Das resinas termos-estáveis dentre as quaiscitam-se, mas não se limitam só às resinas de poliéster,éster vinilico, epóxicas, ou suas combinações.

Quanto aos materiais de reforço, pode-se utilizarqualquer material escolhido dentre, mas sem se limitar aeles, a fibra de vidro, carbono, aramida, basalto, suascombinações ou quaisquer outras fibras de reforço.

Estas barras (B) de FRP (polímeros reforçados comfibras) podem ser utilizadas como armação para o concreto.

Sendo as principais caracteristicas das barras(B) sua alta resistência mecânica e sua excelenteresistência quimica, podem ser utilizadas para armarconcreto de forma segura, resistente, durável e emambientes muito agressivos. Os reforços tradicionais deaço, não têm conseguido solucionar o problema da corrosão,gerando grandes custos de reparação e manutenção devido asua degradação. Os materiais compostos solucionam estegrave problema, já que ao não apresentar problemas emnenhum tipo de ambiente corrosivo, aumentamconsideravelmente a vida útil dos concretos.

Outra particularidade destas barras, é que sãofabricadas mediante um processo, especificamentedesenvolvido para gerar barras de material composto comressaltos.

Foram realizados ensaios de resistência combarras de aço e de material composto fabricadas pelopresente processo, cujos resultados estão apresentados natabela abaixo e na figura 26. Como pode ser visto as barrasde material composto se apresentam superiores às de aço.

As propriedades mecânicas das barras de materialcomposto para armar concretos, são superiores às de açodevido à orientação das fibras, porcentagem fibra/resinatermoestável, ressaltos (BI) para aumentar a aderência como concreto, propriedades mecânicas e químicas doaglutinante polimérico.

A tabela abaixo apresenta uma comparação entre asarmaduras de aço, cabo de aço e cabos de materiaiscompostos.

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Claims (33)

1. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO caracterizado pelo fato de compreende as seguintesetapas:a) Agrupamento de fios (f) de fibras orientadasparalelamente entre si;b) Aplicação de tensão nos fios (f) agrupados;c) Banho dos fios (f) agrupados em resina termoestável,mantidos tensionados;d) Eliminação do excesso da resina termoestável porpressão, e regulagem da razão entre a resina e as fibras;e) Formação do núcleo (B2) da barra (B) por meio de umamatriz fria (5);f) Aplicação de um cordão de fibra com resinatermoestável em forma helicoidal sobre o núcleo (B2) comoreforço dos ressaltos (BI);g) Inicio do processo de polimerização da resinatermoestável do núcleo (B2) e dos ressaltos (BI), aindatensionados, em um forno microondas linear (14);h) Aplicação de uma cobertura de resina termoestável emtemperatura ambiente ao redor do núcleo (B2) e dos reforçosdos ressaltos (BI);i) Modelagem da barra (B);j) Inicio do processo de polimerização da resinatermoestável da cobertura, em um forno microondas linear(14) ;k) Polimerização da resina termoestável do núcleo (B2)com ressaltos (BI), ainda tensionados, a uma temperaturacontrolada;l) Pós-cura das barras (b) , por aquecimento por cerca deuma hora a temperatura igual ou superior à temperatura detransição vitrea (tg) da resina termoestável da barra (B).m) Corte das barras (B) nas dimensões desejadas;

2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender uma etapa inicial de secagem dosfios (f) das fibras que precede à etapa (b) de seuumedecimento com resina.

3. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO para realização do processo de qualquer uma dasreivindicações 1 e 2 caracterizada pelo fato de compreenderna seguinte ordem um primeiro sistema de tração formado porum pistão (411) que desloca verticalmente um cilindrosuperior (312) contra um cilindro inferior (311), limitandoo espaço de passagem dos fios (f) ; um umedecedor (3) comresina de banho dos fios (f); prensas de retirada deexcesso de resina dos fios (f); um direcionador ou matrizfria (5) cônico; um girador (6) do núcleo (B2) e derecepção de um cordão (c) de fibras posicionado ao redor donúcleo (B2) durante seu avanço, na formação de um ressalto(BI); um primeiro forno microondas (14); um dosador (8) deresina ao núcleo (B2) e ressalto (BI); um moldador (9) dabarra (B) ; um segundo forno microondas (14); um segundosistema de tração (10) da barra (B) que são mantidastensionadas entre o primeiro e o segundo sistema de tração(10); e um forno (11) de cura das barras (B).

4. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato de compreender um sistema de secagem (2) dos fios (f)das fibras anterior ao sistema de tração do cilindrosuperior (312) contra um cilindro inferior (311) quecompreende um ventilador do tipo turbina (22), um aquecedor(23), uma câmara de secagem (21), e um respiro (24).

5. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 4 caracterizada pelofato da câmara (21) compreender uma pluralidade de rolos(211) para passagem dos fios (f).

6. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 4 caracterizada pelofato da câmara (21) compreender um sistema de controle detemperatura.

7. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato do umedecedor (3) ser dotado de um tanque (31) pararesina com uma série de cilindros (311, 312 e 313) dedirecionamento dos fios (f) para dentro e fora do tanque(31), onde os cilindros superiores (311 e 312) direcionam aentrada dos fios (f) para o tanque (31); o cilindroinferior (311) mantém os fios (f) mergulhados na resina dotanque (31), e os cilindros superiores posteriores (313) e(311) direcionam os fios (f) para a produção da barra (B).

8. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 7 caracterizada pelofato do tanque (31) compreender células de carga (32) deregistro de peso.

9. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 7 caracterizada pelofato do tanque (31) compreender uma carcaça (33) onde sãofixados dois pistões (411 e 412) através de uma estruturasuperior (42) na forma de "U" invertido, que movimentamverticalmente os cilindros superiores (312) e (313),respectivamente, de forma a aproximá-los ou afastá-los doscilindros (311).

10. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato do extrusador ser formado pelos cilindros (313) e(311) que são aproximados um do outro por meio do pistão(412) , limitando o espaço para a passagem dos fios (f)impregnados.

11. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 9 caracterizada pelofato da carcaça (33) compreender uma parte superior (331)que pivota em relação à base (332) por meio de dobradiças(330) .

12. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 9 caracterizada pelofato da carcaça (33) ser ancorada à máquina (1) por meio defuros alongados.

13. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato do girador (6) compreender um eixo de suporte (61) detodo o conjunto móvel que é perfurado por um orifício demesmo diâmetro que o maior diâmetro do núcleo da barra (B);dito eixo (61) está montado em um conjunto de rolamentos eestes por sua vez, em um porta rolamentos (64); um moto-redutor (65) gera o movimento de acordo com o passohelicoidal (BI) desejado; a saida de força e a velocidadedo moto-redutor (65) é regulada pelo pinhão (66) queconecta a engrenagem (63) do eixo (61).

14. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato de compreender um umedecedor secundário (7) deumedecimento do cordão (c) previamente ao seu assentamentoem volta do núcleo (B2) no girador (6) ; o umedecedor (7)compreende um tanque com resina (71), cilindros (72, 73 e-74) de direcionamento do cordão (c) de fibra dentro dotanque (71), e cilindros (73) e (74) de retirada de excessode resina do cordão (c).

15. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 14 caracterizadapelo fato de compreender um torcionador (75) para torcerfios de fibra para formar um cordão de fibra (c) , antes depassar pelo umedecedor (7).

16. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato do dosador (8) compreender um eixo (81) acoplado a umparafuso sem fim dotado de um orifício de passagem donúcleo da barra (B).

17. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 16 caracterizadapelo fato do dosador (8) compreender ainda um alimentador(85) de fornecimento de matéria prima de forma continua.

18. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato do moldador (9) compreender discos modeladores (91) dedistribuição uniforme de material e formação da barra, sobcompressão.

19. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato do sistema de tração (10) compreender três carrostratores ou de arraste (101) fixados e tracionados porcorrentes duplas (102), engrenados ao sistema motriz porcoroas (103); as correntes (102) são mantidas esticadasentre duas coroas (103) e sustentadas pela estrutura (105);os carros de arraste (101) compreendem mordaças (106) deagarre da barra (B).

20. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 19 caracterizadapelo fato de compreender carros porta braços (12) dispostosnas extremidades da estrutura (105) do sistema de tração(10), acoplados ao carro de arraste (101) por meio de umpistão pneumático (122) perpendicular ao carro porta braços(12), e que movimentam-se com ele.

21. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 2 0 caracterizadapelo fato dos braços mecânicos (121) compreenderem quatropistões cada, sendo um pistão (123) de acionamento de umapinça (127) de agarre da barra (B) ; um pistão (125) deelevação do braço (121) com a barra (B) ; o terceiro pistão(126) de giro da pinça (127) de uma posição vertical a umaposição horizontal, e, o quarto pistão (124) deposicionamento da barra (B) no forno (11).

22. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 21 caracterizadapelo fato de compreender ainda um sistema cortador (129) debarra (B).

23. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 3 caracterizada pelofato do forno (11) ter um formato cilíndrico, e compreenderum disco (111) concêntrico que gira o eixo do cilindro(112) da câmara interna do forno (11), que é suportado porbarras (113); a carcaça (110) é fixa e apoiada no piso, deforma independente do disco (111), e é dotada de seismisturadores ventiladores (114).

24. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com a reivindicação 21 caracterizadapelo fato de compreender ainda um porta-rolo (13) na formade uma estante dotado de quatro rodas (131) e diversasprateleiras para posicionamento dos fios (f) de fibra paraalimentação da produção de barra (B).

25. MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE BARRAS DE MATERIALCOMPOSTO de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 24caracterizada pelo fato de compreender ainda dois fornosmicroondas (14), sendo um posicionado após o girador (6) eo outro após o moldador (9).

26. BARRA MATERIAL COMPOSTO caracterizada pelofato de ser obtida pelo processo de qualquer uma dasreivindicações 1 ou 2.

27. BARRA MATERIAL COMPOSTO de acordo com areivindicação 26 caracterizada pelo fato de ser feita dematerial composto a partir de um aglutinante polimérico ede um reforço de fibras, com um núcleo (B2) de fibras dereforço aglutinadas por resina termoestavel, envolvidohelicoidalmente (Bl) por tais fibras de reforço erecobertas por resina tixotrópica termoestavel.

28. BARRA MATERIAL COMPOSTO de acordo com areivindicação 26 caracterizada pelo fato do aglutinantepolimérico ser escolhido dentre resinas termoestáveis depoliéster, éster vinilico, epóxicas, ou suas combinações.

29. BARRA MATERIAL COMPOSTO de acordo com areivindicação 26 caracterizada pelo fato materiais dereforço, serem selecionados dentre fibra de vidro, carbono,aramida, basalto ou suas combinações.

30. BARRA MATERIAL COMPOSTO de acordo com areivindicação 29 caracterizada pelo fato da fibra ser devidro e presente em uma proporção de 75 a 80% em peso totalda barra.

31. BARRA MATERIAL COMPOSTO de acordo com areivindicação 29 caracterizada pelo fato da fibra ser decarbono e presente em uma proporção de 60 a 70% em pesototal da barra.

32. BARRA MATERIAL COMPOSTO de acordo com areivindicação 29 caracterizada pelo fato da fibra ser dearamida e presente em uma proporção de 60 a 70% em pesototal da barra.

33. BARRA MATERIAL COMPOSTO de acordo com areivindicação 29 caracterizada pelo fato da fibra ser debasalto e presente em uma proporção de 60 a 70% em pesototal da barra.