Como os avanços nos materiais melhoraram as vedações e aumentaram a vida útil das juntas

Jun 10, 2024

Aaron Larson

A maioria das pessoas provavelmente não pensa em juntas com muita frequência. No entanto, eles colhem os benefícios proporcionados pelas gaxetas todos os dias de suas vidas. Desde a electricidade que utilizam – produzida por centrais eléctricas que têm literalmente milhares de juntas instaladas – até aos carros que conduzem e à água corrente que bebem e onde se banham, as juntas suportam quase todos os aspectos da vida moderna.

O termo junta pode ser definido como um material ou combinação de materiais fixados entre duas peças separáveis ​​de uma junta mecânica, como uma válvula ou flange de tubo. Sua função é criar uma vedação entre as peças e mantê-la por um longo período de tempo. Francamente, sem juntas, a maioria dos equipamentos não funcionaria, pelo menos não por muito tempo. Todo sistema que contém um líquido ou gás requer vedações, e as juntas são um dos principais produtos usados ​​para manter fluidos dentro e contaminantes fora.

No livro Gaskets and Gasketed Joints, editado por John H. Bickford e publicado em 1998 pela CRC Press (uma marca do Taylor & Francis Group), Daniel E. Czernik forneceu uma breve história das juntas. Ele escreveu: “As juntas têm sido utilizadas desde o advento da revolução industrial até o período da máquina a vapor e desde o início da evolução do motor de combustão interna. Desde o advento do motor de combustão interna, quase todos os materiais imagináveis, desde extremamente duros até extremamente macios, foram (e ainda são) utilizados para juntas, incluindo couro, papel, metal, cortiça, borracha, esponja e plástico.”

Em meados de 1800, o desenvolvimento da vulcanização permitiu que a borracha se tornasse um material comum para juntas. No início da década de 1900 (Figura 1), a proliferação do uso de amianto em produtos de todos os tipos estendeu-se às juntas, pois o material era altamente resistente ao calor, ao desgaste, aos álcalis e aos ácidos, além de possuir grande flexibilidade - tudo isso propriedades desejáveis ​​para sistemas de vedação de longa duração.

Czernik contou uma anedota interessante em sua história das gaxetas. Ele explicou que a falha nas juntas, especialmente nas juntas do cabeçote do motor, era frequentemente a causa dos carros de corrida não terminarem as 500 Milhas de Indianápolis nas décadas de 1920 e 1930. “Depois de algumas centenas de quilômetros, a pista ficou tão escorregadia devido ao vazamento de óleo que os motoristas sentiram que estavam dirigindo no gelo”, escreveu ele.

Hoje, as juntas do motor são extremamente confiáveis. Muitos proprietários de automóveis nunca experimentaram uma falha na junta do cabeçote, alguns ao longo de décadas de condução. Na verdade, não é incomum que um motor diesel pesado em um semitrator viaje mais de um milhão de milhas antes de exigir a substituição da junta do cabeçote. Com base em operações impressionantes como essa, é óbvio que anos de pesquisa e desenvolvimento valeram a pena em juntas muito melhores.

Czernik observou que a cortiça foi um dos primeiros materiais utilizados em juntas. Ao longo dos anos, a cortiça foi combinada com polímeros para criar compósitos que proporcionassem melhores vedações. O papel tem sido outro material comum usado em juntas. As fibras usadas nas juntas de papel costumam ser de celulose. Com o tempo, os fabricantes aprimoraram as juntas de papel saturando as fibras com glicerina e cola animal, tratando a mistura com formaldeído e secando-a no forno. O produto, conhecido como “fibra tratada”, ainda hoje é amplamente utilizado.

Jörg Latte, outro colaborador de Gaskets and Gasketed Joints, escreveu no livro: “As juntas planas para a indústria no sentido moderno foram inventadas pelo engenheiro austríaco Richard Klinger há cerca de 100 anos [ver barra lateral], à base de amianto e borracha. Devido ao seu sucesso, estes primeiros produtos atraíram numerosos imitadores, e logo muitos materiais de diversas qualidades estavam disponíveis.”

Latte sugeriu que o grande número de opções disponíveis criava confusão, o que levou alguns inventores a procurar “uma junta universal adequada para todas as aplicações”. No entanto, Latte explicou: “Essas juntas não existem e não podem existir”. Em vez disso, ele sugeriu que o objetivo de desenvolver uma junta universal só pode ser alcançado marginalmente aumentando as faixas de aplicação dos materiais de junta.