A umidade é um dos maiores vilões da transformação do plástico. E engana-se quem pensa que basta proteger o material da chuva e outras fontes de água ou mantê-lo embalado longe do chão e de paredes. A umidade está no ar, mesmo em dias de altas temperaturas e clima seco.
Daí a necessidade de integrar um desumidificador ao processo, a fim de evitar problemas estéticos e de estrutura nas peças.
Absorção de umidade
Alguns polímeros são mais sujeitos à umidade do que outros. “De fato, diferentes materiais absorvem a umidade do ambiente de forma diferente. E por diferente entenda-se em velocidades diferentes e quantidades diferentes”, explica Ricardo Cuzziol, técnico em plásticos pelo SENAI Mario Amato, engenheiro Químico pela E. E. Mauá e mestre em Engenharia Química com ênfase em Ciência e Tecnologia de Polímeros pela FEQ/Unicamp.
Segundo ele, são vários os fatores que influenciam quanta umidade e quão rápido um material a absorve. Em geral, estes fatores estão ligados à estrutura molecular dos materiais e, em particular, a polaridade é um dos mais importantes, além da própria afinidade com a água.
Além disso, alguns materiais respondem de forma diferente à umidade absorvida durante o processo. As poliolefinas, por exemplo, não absorvem água e praticamente não interagem com umidade.
“O equipamento mais recomendado para secagem é um desumidificador. Este equipamento trabalha com ar seco e alta temperatura de forma a maximizar a extração de umidade dos materiais”, observa Cuzziol, que trata deste e de outros assuntos em seu canal no YouTube.
Como funciona o desumidificador?
O desumidificador é formado por um conjunto de peneiras moleculares, formado por torres recheadas com sílica, zeólita ou outro material altamente absorvente.
- Ao passar por esta estrutura, o ar tem a umidade retirada.
- Esse ar seco é aquecido e circula pelo material armazenado no silo.
- A diferença de concentração de umidade entre o ar circulante e os grãos do material gera uma força motriz que “arrasta” a umidade de dentro dos grãos para a corrente de ar.
- Ao sair do silo carregando a umidade, o ar é resfriado e passa novamente pelas peneiras moleculares. A umidade é removida e o ciclo recomeça.
Cuzziol destaca que o ar é mantido em um circuito fechado dentro do desumidificador, de forma a não sofrer influência de fatores externos ao sistema.
Outra característica é que as peneiras moleculares tendem a saturar após algum tempo e passam por um processo de regeneração para liberar a umidade. Para não perder eficiência, alguns desumidificadores possuem duas torres: enquanto uma regenera, a outra trabalha, e vão se alternando ao longo da operação.
A medida de “secura” do ar é chamada de “ponto de orvalho” e muitos equipamentos fazem esta medição. De forma ideal, esse valor deve estar entre -30 e -40 ºC.
Defeitos
Dependendo do polímero que está sendo transformado, a presença de umidade compromete a qualidade do produto final. “O primeiro tipo de problema envolve os defeitos estéticos, mais comuns em materiais como polietileno, polipropileno, ABS, acrílico, PVC e outros”, diz o especialista.
Isto ocorre porque, quando sujeitos às altas temperaturas do processo de moldagem, a umidade tende a formar vapor e se depositar na superfície das peças, causando estrias e manchas.
Se o nível de umidade for muito elevado, podem se formar bolhas grandes que prejudicam inclusive o comportamento mecânico do material.
Já materiais como o nylon, PET, poliuretano termoplástico e outros reagem quimicamente com a umidade mesmo em porcentagens bem pequenas.
“Esta reação leva a uma quebra de cadeias moleculares, chamada degradação, com consequente perda de propriedades mecânicas, o que leva à obtenção de peças bastante frágeis, principalmente do ponto de vista de impacto. Esta reação é irreversível e os materiais processados com umidade não podem ser recuperados”, alerta.
Outro problema da umidade em excesso é que ela pode comprometer a estabilidade do próprio processo de moldagem, pois a formação de vapor altera a viscosidade do material e a pressão no equipamento.
No processo de injeção, pode haver inconsistência de pressão e velocidade, alternância de peças preenchidas e falhadas, e presença de rebarbas. Já na extrusão, a variação de pressão pode levar a um extrudado instável e com flutuações dimensionais, além de interrupções de processo constantes.
Desumidificador é investimento
Considerando todos estes problemas e a comprovada eficiência do desumidificador, seria de se esperar que o equipamento fosse uma realidade nas indústrias de transformação em geral – ou, pelo menos, naquelas que trabalham com polímeros mais sujeitos à absorção de umidade.
Mas, na prática, não é o que acontece.
“Infelizmente, muitos moldadores não enxergam o desumidificador como um investimento na qualidade e estabilidade, e ainda trabalham com estufas de bandejas ou secadores de ar quente. Estes equipamentos são adequados apenas para materiais menos sensíveis, para secagem superficial ou pré-aquecimento dos materiais. Embora possam funcionar eventualmente, cedo ou tarde os problemas com umidade irão aparecer e cobrar seu preço”, constata Cuzziol.
A explicação pode estar na capacidade de investimento destas empresas, uma vez que, de fato, estufas e secadores saem comparativamente mais em conta do que um desumidificador.
Contudo, Cuzziol lembra que existem diversos fabricantes no mercado brasileiro que oferecem desde opções mais baratas até as mais tecnológicas do equipamento.
Além disso, os transformadores podem recorrer à aquisição de desumidificadores usados ou utilizar modalidades oferecidas por alguns fabricantes, como aluguel e empréstimo mediante intenção de compra futura.
“Ao se computar os custos potenciais com problemas de qualidade, desperdício de materiais, tempo perdido em processo e até mesmo riscos de recall ou multas por falhas em peças os investimentos, os investimentos começam a não ser tão altos”, observa.
Qual modelo comprar?
Para as indústrias dispostas a incorporar o desumidificar aos seus processos, a primeira dificuldade pode ser a definição de qual o melhor modelo.
Entre os fatores que influenciam no investimento, estão: indicador de “ponto de orvalho”, torre dupla ou simples, sensores de fluxo e outros. A estrutura mecânica também deve ser levada em conta, pois está relacionada à durabilidade e resistência do equipamento aos danos que podem acontecer em um ambiente fabril.
“De forma geral, quanto mais sensível o material ou o produto a ser moldado, mais se justifica um equipamento com mais tecnologia empregada” orienta Cuzziol.
Sua indústria já trabalha com desumidificadores? Conte como você escolheu o equipamento mais adequado às suas necessidades.
