Blindagem balística de compósito polimérico contra o vandalismo e proteção UV para cadeias de isoladores de vidro em linhas de transmissão

Abstract

O objetivo deste trabalho foi induzir a absorção UV de vidros soda-cal sílica por irradiação gama, bem como avaliar as propriedades mecânicas, elétricas e a microestrutura do policarbonato (PC), com e sem tratamento térmico, e do compósito epóxi-vidro, com a finalidade de se obter um protótipo para linhas de transmissão composto por uma cadeia de isoladores de vidro absorvedor de radiação UV solar e escudos balísticos contra a quebra da parte vítrea por vandalismo. Vidros soda-cal sílica foram irradiados com fonte de 60Co em doses de 0,5 kGy a 50 kGy e apresentaram um aumento substancial na absorção UV: o comprimento de onda de corte (cut-off) passou de 295 nm para valores acima de 600 nm, dependendo da dose de irradiação. Notou-se a instabilidade dos centros de cor induzidos pela irradiação gama acima de 10 kGy, em temperatura ambiente, através de medidas de densidade óptica relativa e alterações nos espectros UV-Vis monitoradas por cerca de um ano e dois meses. A estabilização dos centros de cores induzidos ocorreu em torno de 40 dias após a irradiação. Ensaios de alta tensão numa cadeia com dezesseis isoladores de vidro, sendo nove quebrados (condição de isolamento mínimo) em diferentes arranjos, mostraram que a colocação de escudos de PC não prejudicou o desempenho elétrico da cadeia. Ademais, a distribuição uniforme dos isoladores inteiros ao longo da cadeia foi responsável pelo maior valor de tensão disruptiva. Propriedades mecânicas do PC e compósito epóxi-vidro foram avaliadas por ensaios de tração, impacto Charpy e medidas de microdureza. A análise termogravimétrica mostrou que até 300°C não houve perda de massa no compósito e PC; foi obtida uma correlação linear positiva entre a temperatura de transição vítrea e a rigidez dielétrica desses materiais. No entanto, o tratamento térmico do PC até 180°C no forno elétrico, acima da temperatura de transição vítrea, ocasionou a formação de bolhas no interior das amostras, indicando um estágio de degradação do material caracterizado por maior microdureza, menor rigidez dielétrica e fragilização do polímero em relação ao PC íntegro. Um dispositivo de impacto foi desenvolvido especialmente para simular o impacto de projéteis de armas de fogo em laboratório e avaliar a resistência ao impacto de isoladores de vidro e escudos balísticos. No ensaio balístico com munições e armas diversas, incluindo carabina Puma 38, o material compósito epóxi-vidro na espessura de 10 mm protegeu todos os isoladores de vidro em cadeia um desempenho não obtido com o PC de 12 mm