Construção de tubos de fibra de vidro

Uma das melhores opções para a construção de tubos para telescópios é a resina armada com fibra de vidro. Desde que se consiga um molde na dimensão desejada, podemos obter tubos muito resistentes e leves, a custos bastante razoáveis.

As resinas

A resina é fornecida em duas opções: epóxi ou poliéster. São vendidas a quilo pelas lojas especializadas para os mais diversos fins, desde a construção de barcos, carrocerias e pára-choques de automóveis, móveis, piscinas, orelhões, etc. Como é muito usada para pequenos reparos ou artesanato, estas lojas vendem pequenas quantidades.

A resina epóxi é mais cara e de melhor qualidade, usada principalmente para o uso naval e a sua cura é feita sem reações externas, mas pode exigir um controle de temperatura. É similar ao Araldite, onde dois compostos são misturados e a reação gera um polímero estável.

A resina poliéster, mais barata e de mais fácil aplicação, faz a cura pela evaporação do solvente, o que permite uma certa porosidade. Por este motivo é menos indicada para o uso naval mas, mesmo assim, é muito usada para este fim. Trabalhe em local arejado e evite a inalação.
Basicamente o produto consiste na mistura de uma resina com um "acelerador" e um catalisador (0,5 a 2%) em proporções controladas para permitir seu lançamento sobre a peça antes que se transforme em gel, mas que tenha a cura suficientemente rápida para permitir a desmoldagem no menor tempo possível, para a reutilização do molde.
Como não iremos produzir peças em série, estes parâmetros não são críticos. Evite o contato com a pele pois podem ocorrer reações alérgicas.

A fibra de vidro

A fibra de vidro faz o papel da armadura de ferro no concreto armado: torna as peças resistentes a choques, tração e flexão. No seu lugar podem ser usados vários outros produtos, como o linho, a ráfia, a ráfia sintética e até as fibras de bananeira, com bons resultados.
A fibra de vidro é fornecida em mantas prensadas, tecidos trançados, fitas ou cordéis (rooving) que são lançados ou desfiados sobre o molde e impregnados de resina. A manta prensada é mais barata, mas solta "fiapos" durante a montagem, enquanto que o tecido, um pouco mais caro, permite um trabalho mais limpo, peças mais resistentes e com melhor aparência final. O tecido é fornecido em várias espessuras, entre 140 e 500 gramas por metro quadrado. Evite contato com a fibra, porque a penetração de agulhas microscópicas de vidro podem provocar prurido e irritação da pele, principalmente entre os dedos. Uma boa opção é o uso de luvas cirúrgicas descartáveis.

Na montagem recente do tubo para um telescópio newtoniano de 200 mm, optamos pela construção de um tubo de 230 mm, porque o tubo comercial de dimensão mais próxima é o de PVC de 250 mm para esgoto, mas que somente é vendido em peças inteiras (6 metros) a um custo relativamente alto, além de ser pesado.

Decidimos aproveitar a oportunidade para fazer uma experiência recomendada por membros do grupo ATM-BR, de revestir a parte interna com EVA, uma lâmina de borracha de baixa densidade na cor preta, para evitar reflexos internos.

Modelo

Para o modelo usamos um tubo de PVC de 200 milímetros, sobre o qual enrolamos papelão ondulado até a medida desejada. Na borda do papelão as ondas foram previamente esmagadas para melhorar o acabamento.
Qualquer modelo de forma tubular pode ser usado e a forma circular não é crítica, porque o material é flexível no sentido radial e será corrigido pela célula do primário de um lado, e pelo anel de acabamento na boca. Por outro lado o tubo fica extremamente rígido no sentido longitudinal, muito mais que o tubo de PVC de diâmetro equivalente.

Usamos dois cavaletes e um caibro de madeira para sustentar o modelo, de modo que ele pudesse ser girado.

Montagem

Sobre o papelão foi fixada uma lâmina de EVA de 2 milímetros de espessura, previamente cortada nas dimensões desejadas, com o auxílio de fita crepe adesiva. Sobre a emenda colocamentos um fechamento longitudinal de fita crepe, para evitar a penetração da resina para o interior do tubo.

Posicionamos uma peça de tecido de fibra de vidro com +/- 140 de largura com 2,2 metros de comprimento para permitir 3 voltas sobre o tubo.

Em um recipiente plástico de 500 ml, colocamos cerca de 300 ml de resina poliéster e lançamos 3 ml de catalisador (1%). Depois de misturar bem com uma haste de madeira, usamos uma trincha de 3" para encharcar a fibra. A resina "molha" bem a fibra e chega ao EVA com facilidade. Depois de embebida a fibra fica invisível e o tubo fica transparente, permitindo ver o EVA na superfície interna, dando uma aparência de fibra de carbono ao tubo. E é claro, podemos ver também a fita crepe na emenda do EVA.
À medida que uma faixa era concluída girávamos o tubo base até gastar toda a resina.

Usamos thinner para lavar a trincha e preparamos uma nova dose de resina que foi espalhada sobre a fibra. Esta lavagem é importante, porque se a resina começar a endurecer, pode inutilizar a trincha. Novamente lavamos a trincha e preparamos uma terceira dose de resina, desta vez com 250 ml de resina, para o arremate . Em apenas 20 minutos concluímos o trabalho.

Duas horas depois retiramos o tubo do molde, mas ele ainda estava muito flexível, e exalando um cheiro muito forte.

Na manhã seguinte, depois de algum tempo no Sol o cheiro diminuiu e nós cortamos, usando um tesourão para chapa, as sobras de material das extremidades. O tubo pronto, com 0,7 mm de espessura, ficou pesando apenas 1,5 kg e com uma aparência excelente, exceto pelas fitas da emenda do EVA.

Conclusão

Depois de 2 dias de cura o tubo ficou perfeitamente rígido e pronto para receber os componentes do telescópio. Depois dos testes e ajustes deve receber um acabamento externo, pelo menos na faixa que permite ver a fita adesiva na emenda do EVA. Se conseguísemos uma fita crepe preta (não sei se existe) a pintura seria desnecessária. Talvez o uso de uma fita isolante...

O EVA enrugou um pouco na região da emenda interna, onde foi forçado pelas fitas adesivas, mas as ondulações não chegam a ser notadas devido à escuridão do interior do tubo quando a outra extremidade é fechada. Com um pouco mais de cuidado na operação de fechamento, este problema pode ser evitado.

Lista de material e custos (tubo de 23 cm de diâmetro x 1,3 metro)