A resistência à abrasão é uma característica essencial para a borracha utilizada em revestimentos de equipamentos industriais, especialmente em operações de mineração que lidam com materiais altamente abrasivos como o minério de ferro. O desenvolvimento de compostos de borracha para essa aplicação envolve um processo complexo de seleção e formulação de materiais que maximizam a durabilidade e eficiência dos revestimentos em ambientes severos.
1. Composição dos Compostos de Borracha
Os compostos de borracha para revestimentos de tambores e outros componentes são cuidadosamente formulados para oferecer uma combinação de resistência à abrasão, elasticidade, e resistência ao rasgo. A formulação típica inclui os seguintes elementos:
- Polímeros de Base: O tipo de polímero utilizado na formulação da borracha tem impacto direto na resistência à abrasão. Polímeros como o SBR (borracha de estireno-butadieno), NR (borracha natural), ou misturas de NR/SBR são comumente empregados devido à sua excelente resistência mecânica e à abrasão. A borracha natural, em particular, é valorizada pela sua alta resiliência, tornando-a ideal para aplicações em ambientes de mineração.
- Cargas Reforçantes: A adição de cargas como o negro de fumo (carbon black) melhora significativamente a resistência ao desgaste. O negro de fumo é um reforço que aumenta a dureza, resistência à tração e durabilidade da borracha, permitindo que o material suporte o contato contínuo com materiais abrasivos.
- Aditivos Antioxidantes e Antiozonantes: Para garantir a longevidade dos revestimentos, são adicionados antioxidantes e antiozonantes à composição da borracha, prevenindo a degradação prematura causada pela exposição ao oxigênio e ozônio no ambiente.
- Aceleradores de Vulcanização: A vulcanização, processo químico que confere resistência e elasticidade à borracha, é otimizada com o uso de aceleradores. O enxofre é o agente vulcanizante mais comum, e a escolha correta de aceleradores garante que a borracha atinja as propriedades desejadas em termos de elasticidade e resistência ao desgaste.
2. Propriedades Mecânicas e Resistência à Abrasão
Para suportar o manuseio de materiais como o minério de ferro, a borracha dos revestimentos precisa apresentar uma combinação de propriedades mecânicas adequadas. Os principais atributos a serem considerados são:
- Dureza: A dureza da borracha, medida em Shore A, é um indicador de sua resistência ao desgaste. Em aplicações abrasivas, é comum utilizar borracha com dureza entre 60 e 70 Shore A. Essa faixa de dureza oferece um bom equilíbrio entre resistência ao impacto e resistência ao desgaste.
- Elasticidade: A borracha deve manter uma alta elasticidade para absorver o impacto do minério de ferro sem sofrer deformações permanentes. A resiliência da borracha permite que ela retorne à sua forma original após o impacto, minimizando danos à estrutura do equipamento.
- Resistência ao Rasgo: O contato contínuo com materiais pesados e cortantes, como o minério de ferro, pode causar rasgos ou cortes na superfície do revestimento. A resistência ao rasgo é aprimorada com a escolha de polímeros reforçados e o uso de aditivos especiais que evitam a propagação de fissuras.
3. Tecnologia de Revestimento e Aplicação
Além do desenvolvimento do composto de borracha, a aplicação do revestimento é um fator crucial para garantir a sua eficácia. O processo de revestimento geralmente envolve a aplicação de borracha vulcanizada diretamente no tambor ou em superfícies expostas ao contato com materiais abrasivos. Alguns dos métodos comuns incluem:
- Revestimento Vulcanizado a Frio: Neste processo, a borracha é aplicada à superfície do tambor com o uso de adesivos químicos. Embora seja uma opção prática, especialmente para reparos no local, esse tipo de aplicação pode não oferecer a mesma durabilidade que o revestimento vulcanizado a quente.
- Revestimento Vulcanizado a Quente: Este processo envolve a aplicação da borracha sob altas temperaturas, promovendo uma ligação mais forte entre a borracha e o tambor. O revestimento vulcanizado a quente é altamente durável, especialmente em condições abrasivas extremas.
- Revestimento Frisado: Para melhorar a aderência do material na correia transportadora e prevenir o deslizamento, são frequentemente usados revestimentos de borracha com frisos ou padrões geométricos. Esses frisos aumentam a tração e ajudam na autolimpeza da correia, reduzindo o acúmulo de material.
4. Testes de Desempenho e Qualidade
Antes de ser aplicada em campo, a borracha para revestimentos de tambores é submetida a uma série de testes rigorosos para assegurar que suas propriedades atendam aos padrões exigidos pela mineração:
- Teste de Abrasão: Testes de abrasão, como o teste de DIN ou ASTM D5963, são conduzidos para medir a resistência da borracha ao desgaste em condições de atrito.
- Teste de Rasgo e Impacto: Equipamentos são testados para avaliar como a borracha resiste a cortes e impactos de materiais pesados como minério de ferro, simulando as condições reais da operação.
- Teste de Envelhecimento Acelerado: A exposição contínua a intempéries, como calor, ozônio e umidade, pode deteriorar o desempenho da borracha. Testes de envelhecimento acelerado são feitos para garantir que a borracha mantenha suas propriedades ao longo do tempo.
5. Conclusão: A Borracha como Solução para Mineração Abrasiva
O desenvolvimento de borracha resistente à abrasão é um fator chave para a durabilidade de revestimentos de tambores e outros componentes em operações de mineração. A escolha cuidadosa dos polímeros de base, cargas reforçantes e aditivos, aliada a processos de vulcanização eficientes, resulta em revestimentos que não apenas prolongam a vida útil dos equipamentos, mas também reduzem o tempo de inatividade e os custos de manutenção. Ao otimizar a resistência ao desgaste, à elasticidade e à capacidade de absorver impactos, os revestimentos de borracha desempenham um papel vital na eficiência e confiabilidade das operações em minas de minério de ferro.