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DEMa desenvolve vidro para proteção balística

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A busca por mais segurança ampliou o mercado de produtos de proteção, dentre os quais destaca-se a blindagem em automóveis. As janelas usadas em veículos blindados são feitas com camadas alternadas de vidros e materiais poliméricos. [Read more]

A busca por mais segurança ampliou o mercado de produtos de proteção, dentre os quais destaca-se a blindagem em automóveis. As janelas usadas em veículos blindados são feitas com camadas alternadas de vidros e materiais poliméricos. O material vítreo atua como superfície de sacrifício, que recebe o primeiro impacto e absorve a energia do projétil e os materiais poliméricos bloqueiam a passagem dos detritos protegendo os ocupantes de um veículo. Apesar de muito utilizada, essa configuração gera um produto com peso elevado que reduz o desempenho dos veículos blindados aumentando o gasto de combustível e desgaste dos pneus e da suspensão. 

Para lidar com essa limitação, estudos do Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV) do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da UFSCar desenvolvem materiais mais leves, transparentes e resistentes a tiros. O Laboratório é coordenado pelos professores do DEMa Edgar Dutra Zanotto, Ana Cândida Martins Rodrigues, Oscar Peitl Filho e Marcello Andreeta e é referência científica internacional em pesquisas com materiais vítreos e vitrocerâmicos.

Uma das propostas dos pesquisadores é a utilização de materiais vitrocerâmicos, que são produzidos a partir da cristalização do vidro submetido a altas temperaturas, cerca de 1.600°C. Normalmente, estas vitrocerâmicas contêm agentes nucleantes que podem conferir diferentes cores ao material. Entretanto, a adição destes óxidos metálicos pode fazer com que o material fique opaco ou apresente níveis baixos de transparência.

No caso dos coletes e placas de blindagem aplicadas nas carrocerias dos automóveis, a opacidade não compromete o desempenho do material. Mas os pesquisadores do LaMaV vão além, pois buscam a criação de um material de proteção balística feito com compostos vitrocerâmicos que possam ser utilizados em viseiras de capacetes e janelas de carros, que aliam a transparência, leveza e proteção balística. 

Doutorando no Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM), Leonardo Sant'Ana Gallo estuda composições para que materiais vítreos e vitrocerâmicos obtenham grande resistência mecânica a impactos e possam ser utilizados em veículos e acessórios para proteção balística. “Propomos diferentes tratamentos térmicos para melhorar as propriedades mecânicas a partir da cristalização e percebemos que seria possível obter materiais opacos e transparentes. Os materiais opacos podem ser utilizados como revestimento de veículos, escudos e capacetes. Com o material transparente as possibilidades de uso se ampliam, pois além da utilização em revestimento, também podemos usar em janelas de veículos blindados e viseiras de capacetes”, exemplifica Gallo.

Os estudos de Gallo analisaram as características dos materiais com nucleação mediada por óxido de titânio e óxido de zircônio, com objetivo de obter um material com resistência mecânica e transparência. Diferentes quantidades de agente nucleante resultaram em materiais com diferentes níveis de proteção balística e transparência. “Em comparação aos produtos oferecidos no mercado, o material opaco é mais leve que a alumina e o transparente é mais resistente mecanicamente que o vidro. Na blindagem de veículos, por exemplo, são utilizados vidros mais espessos. Desenvolvemos um material mais resistente e mais leve”, afirma o doutorando.

Os testes de resistência foram realizados no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), em São José dos Campos (SP). Na avaliação de Francisco Cristóvão Lourenço de Melo, pesquisador titular do IAE, egresso do curso de Engenharia de Materiais e mestre pelo PPGCEM, ambos da UFSCar, e Doutor em Tecnologia Nuclear pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, os resultados são promissores, pois foi possível obter um material resistente a um tiro de fuzil. “Todos os materiais transparentes testados conseguiram resistir a um tiro de pistola de 9 mm, que era o objetivo principal. Mas a meta foi superada, pois uma das composições conseguiu bloquear o tiro de um projétil 5.56mm, usado em fuzis”, avalia Melo.

Para Gallo, os resultados das avaliações são positivos, pois demonstram que o material vitrocerâmico superou as expectativas de desempenho na proteção balística. “O nosso material superou as nossas expectativas, com blindagem semelhante à da alumina, que é uma dos materiais mais utilizados para proteção, e com a vantagem de ser mais leve. Assim, temos o ganho de conseguir um material mais leve e transparente”, conclui Gallo.