Como os avanços de material melhoraram as vedações e aumentaram a vida útil das juntas

Aaron Larson

A maioria das pessoas provavelmente não pensa em juntas com muita frequência. No entanto, eles colhem os benefícios proporcionados pelas juntas todos os dias de suas vidas. Desde a eletricidade que usam – produzida por usinas de energia que têm literalmente milhares de juntas instaladas – até os carros que dirigem e a água corrente que bebem e tomam banho, as juntas sustentam quase todos os aspectos da vida moderna.

O termo junta pode ser definido como um material ou combinação de materiais presos 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 manter a vedação 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 gaxetas são um dos principais produtos usados ​​para manter os fluidos dentro e os 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 do motor 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 a extremamente macio, foi (e ainda está sendo) utilizado para juntas, incluindo couro, papel, metal, cortiça, borracha, esponja e plástico."

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

Czernik contou uma anedota interessante em sua história de juntas. Ele explicou que a falha nas juntas, principalmente nas juntas do cabeçote do motor, costumava ser a causa de os 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 com o 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 dirigindo. Na verdade, não é incomum que um motor diesel de serviço pesado em um semitrator percorra mais de um milhão de milhas antes de exigir a substituição da junta do cabeçote. Com base em uma operação impressionante como essa, é óbvio que anos de pesquisa e desenvolvimento renderam juntas muito melhores.

Czernik observou que a cortiça foi um dos primeiros materiais usados ​​em juntas. Ao longo dos anos, a cortiça foi combinada com polímeros para criar compósitos que proporcionavam melhores vedações. O papel tem sido outro material comum usado em juntas. As fibras usadas em juntas de papel têm sido comumente de celulose. Com o tempo, os fabricantes melhoraram 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", é amplamente utilizado até hoje.

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], com base em amianto e borracha. sucesso, esses primeiros produtos atraíram numerosos imitadores, e logo muitos materiais de várias 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: "Tais 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 vedação.