O que é uma grade de carbono?
Uma grade de carbono é uma forma de fibra tecida baseada em carbono que é usada como uma malha de reforço na construção civil, como no concreto, onde pode substituir a malha de aço ou vergalhões. Oferece vantagens sobre o reforço de aço tradicional, pois pode ser colocado muito mais próximo da superfície de um material e é mais leve. Embora o reforço de concreto seja a área de uso principal, a grade de carbono também é usada em muitos outros tipos de materiais de construção, bem como em componentes estruturais para aeronaves, navios e carros. Outra aplicação da grade de fibra de carbono é o uso do material como agente de reforço no projeto de motores de íons, o que reduz o peso desses motores de espaçonaves e aumenta sua capacidade de empuxo.
O material usado para fazer uma grade de carbono é mais do que apenas o próprio carbono, e inclui o que é conhecido como polímero reforçado com fibra (FRP), um composto de vários compostos plásticos como poliéster e epóxi, juntamente com fibra de fibra de vidro e carbono. Outras fibras sintéticas, além da fibra de vidro, também são usadas, como a aramida, um nome derivado das palavras "poliamida aromática". O aramida é um componente essencial da armadura corporal e da armadura balística para veículos em uso militar. Essa combinação de fibras e plásticos, juntamente com o carbono, é freqüentemente chamada de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP).
Uma das principais áreas da indústria em que o material da grade de carbono se tornou um elemento crucial é a manutenção de pontes. Pontes compostas de concreto que foram reforçadas com aço quando construídas estão sujeitas à corrosão ao longo do tempo, o que pode torná-las vulneráveis ao estresse excessivo durante elementos climáticos, como tempestades e terremotos. A malha de aço como mecanismo de reforço externo também tem provado ter valor limitado. Nesta aplicação, a grade de carbono não está embutida no concreto da ponte, que já está endurecida, mas é usada como um envoltório de tecido externo para reforçar a estrutura concluída. As regiões em que a grade de carbono foi usada para reforçar as colunas de ponte em 2003, como na Flórida, nos EUA, mostraram um aumento da força das colunas de ponte de até 420% em comparação com antes da aplicação de qualquer malha de reforço.
Na década de 1980, o material da grade de carbono começou a migrar para o setor comercial a partir de aplicações aeroespaciais e militares. Seu alto custo inicial tornou proibitivo o uso diário da construção, mas, à medida que o volume de produção aumentou, os preços caíram. Agora é usado para reforçar plantadores de concreto ornamentais e outros produtos pesados e não essenciais no mercado consumidor. Uma das principais desvantagens da fibra composta na construção civil é que ela não possui as diversas características de rendimento que o aço apresenta sob tensão ou mudanças nas condições climáticas; portanto, as metodologias de construção tiveram que ser ajustadas para acomodar essa alteração quando ela é usada.