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Jun 01, 2023

A espuma física de tubos extrudados reduz os custos de material

Norberto Pardal | 08 de abril de 2022 Padrões estão em vigor para garantir que extrudados

Norberto Pardal | 08 de abril de 2022

Padrões estão em vigor para garantir que extrudados tubos de plástico para cabos subterrâneos oferecem proteção adequada contra danos ambientais. Entre outros parâmetros, as normas especificam a relação diâmetro/espessura da parede de um material por metro linear de tubo. Para reduzir custos, materiais reciclados ou de qualidade inferior podem ser usados, mas o perfil de propriedade e as características de processamento são altamente dependentes do lote. Outra maneira de reduzir custos é espumar fisicamente os tubos injetando gases como dióxido de carbono ou nitrogênio no plástico antes da extrusão. Durante o processo de extrusão do tubo, os gases formam uma espuma de poros finos. Menos plástico é consumido por meio dessa técnica de redução de peso, resultando em custos de material mais baixos. Em um projeto conjunto, a Hans Weber Maschinenfabrik GmbH e a Promix Solutions AG avaliaram a viabilidade, praticidade e potencial de economia da formação de espuma física.

A Weber forneceu uma extrusora de cilindro ranhurado tipo NE7.40 para a camada intermediária de espuma e uma extrusora de cilindro ranhurado tipo NE5.40 para as camadas interna e externa. Uma cabeça de tubo de três camadas Weber PKM250 foi usada como matriz. Sediada em Kronach, na Alemanha, a Weber é uma empresa familiar de quase 100 anos de experiência em engenharia mecânica. Seu amplo portfólio inclui produtos de tecnologia de extrusão, equipamentos de trituração de madeira e metal, sistemas de pórticos e robótica.

A Promix Solutions, fornecedora de produtos de mistura, espuma e resfriamento para processamento de plásticos com sede em Winterthur, Suíça, forneceu uma estação de dosagem de gás N400 com injetor adaptado para dosagem precisa do nitrogênio e um resfriador de fusão P1 180 para homogeneização e redução de temperatura do derretido. Nos testes iniciais, o HDPE HE3490 LS da Borealis foi usado para um tubo de proteção de cabo DN 110 x 6,3 com espuma de nitrogênio.

Após a produção de uma amostra de referência sem espuma, a quantidade de gás medida foi gradualmente aumentada, resultando em uma redução de peso de até 26% de material virgem e aproximadamente 15% de material reciclado. Testado de acordo com a norma DIN 16876 e a norma suíça GA KSR 2010, o tubo atendeu a todos os requisitos. Foi dada atenção especial à rigidez do anel e teste de queda de acordo com DIN EN 744, disse Promix. Com base nos resultados positivos, o teste foi repetido com uma camada interna de espuma feita de HDPE reciclado, que também mostrou boa viabilidade com um processo estável.

Dado o duplo golpe da escassez de material e preços elevados de resina, a formação de espuma microcelular de tubos de plástico oferece aos extrusores uma oportunidade de economizar nos custos de material enquanto reduz a pegada de carbono de seus produtos. Ao contrário dos processos que dependem de agentes de expansão químicos exotérmicos, a técnica de formação de espuma descrita aqui não usa nenhuma substância considerada de grande preocupação. Os aditivos acumulados por meio da reciclagem do material moído também são evitados.

Essa tecnologia pode ser aplicada a outros tubos extrudados, observaram as empresas.

Nos próximos meses, a Weber e a Promix continuarão realizando testes sobre a viabilidade dessa técnica de formação de espuma em outros tipos de tubos e polímeros. Eles também estão trabalhando atualmente em uma solução para extrudados de PVC com espuma física.

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