Title

Análise econômica de um compósito híbrido carbono/sisal em matriz epóxi

Economic analysis of a carbon/sisal hybrid composite in an epoxy matrix

Authorship

AZEVEDO, GIOVANA LARA FONTENELE DE; ROSAS, DANIELLY SATYRO DE ALMEIDA; OLIVEIRA, DANIELA DE LEMOS; CASTRO, ANA LUIZA TAVARES; MOURA, ILEANNA IELLY DE ARAÚJO; BENTES, ELIAS MATIAS; MONTEIRO, SERGIO NEVES

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MOURA, ILEANNA IELLY DE ARAÚJO

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BENTES, ELIAS MATIAS

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MONTEIRO, SERGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-5327-44096

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Abstract

A necessidade de equilibrar alta eficiência na absorção de energia, redução de peso e sustentabilidade tem orientado o desenvolvimento de novos materiais voltados à proteção balística. Nesse cenário, os compósitos híbridos de matriz epoxídica destacam-se pela capacidade de integrar a elevada resistência mecânica da fibra de carbono à versatilidade e ao baixo custo das fibras lignocelulósicas naturais (FNLs), especificamente sisal. Este trabalho propõe uma investigação do potencial técnico-econômico desses materiais, considerando que o uso de FNLs, embora superficialmente vantajoso do ponto de vista econômico e ambiental, requer tratamentos superficiais específicos para mitigar sua hidrofilicidade e garantir a adesão à matriz. A metodologia consiste na fabricação de quatro tipos de compósitos de matriz polimérica e o cálculo de seus valores. Essa abordagem visa validar a substituição parcial de reforços sintéticos por fibras naturais, buscando estabelecer um equilíbrio otimizado entre performance técnica, viabilidade socioeconômica e mitigação de impactos ambientais. Espera-se que este estudo contribua para o avanço de soluções de blindagem que unam alta performance estrutural e sustentabilidade industrial.

The need to balance high energy absorption efficiency, weight reduction, and sustainability has driven the development of new materials for ballistic protection. In this scenario, hybrid epoxy matrix composites stand out for their ability to integrate the high mechanical strength of carbon fiber with the versatility and low cost of natural lignocellulosic fibers (NLFs), specifically sisal. This study proposes an investigation into the technical-economic potential of these materials, considering that the use of NLFs, although superficially advantageous from an economic and environmental standpoint, requires specific surface treatments to mitigate their hydrophilicity and ensure matrix adhesion. The methodology consists of manufacturing four types of polymer matrix composites and calculating their costs. This approach aims to validate the partial replacement of synthetic reinforcements with natural fibers, seeking to establish an optimized balance between technical performance, socioeconomic viability, and mitigation of environmental impacts. This study is expected to contribute to the advancement of armor solutions that combine high structural performance and industrial sustainability.

Keywords

Compósitos híbridos, Análise econômica, Blindagem, Engenharia de Materiais

Hybrid composites, Economic analysis, Armor, Materials Engineering