Nova formulação de materiais resulta em cerâmica com maior durabilidade

Uma nova classe de materiais cerâmicos mais resistente à corrosão a altas temperaturas e que pode gerar ganhos de produtividade nas siderurgias foi desenvolvida em pesquisa da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e descrita em artigo científico que recebeu o Prêmio Alfred W. Allen da American Ceramic Society. “Não é a descoberta de um novo material e sim a associação de grupos de materiais já existentes de tal modo que a formulação resultante permita maior durabilidade desta cerâmica”, explica Victor Carlos Pandolfelli, docente do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) e um dos responsáveis pelo estudo.

A pesquisa trata de simulações termodinâmicas que foram desenvolvidas para mostrar a resistência de cerâmicas quando colocadas em temperaturas de até 1.800 graus Celsius em meios agressivos. Para isso, além da simulação, foi feita a preparação do material, teste e análise de seu desempenho. O que foi desenvolvido em laboratório e está descrito no artigo pode ser aplicado em siderurgias. “Acredito que por essa razão teve maior impacto, uma vez que nos processos siderúrgicos há um ambiente de trabalho muito similar ao que foi simulado na pesquisa”, diz Pandolfelli.

Em um processo siderúrgico, o material de revestimento de alguns equipamentos tem de ser trocado mensalmente em razão da agressividade química do meio. Desta forma, as siderurgias têm um problema crítico que é a parada da produção de aço durante três ou quatro dias para substituir um revestimento por outro. Quando computada a quantidade de metal que se deixou de produzir neste período, fica evidente o alto custo das paradas, além das implicações em toda a cadeia produtiva.

Professor Victor Carlos Pandolfelli. Foto: Divulgação
Professor Victor Carlos Pandolfelli. Foto: Divulgação

Os resultados da pesquisa indicaram que o desgaste do material desenvolvido em função do tempo foi menor que o dos compostos atuais utilizados para a mesma aplicação. A vantagem é de aproximadamente 20% de redução de consumo do material. Embora pareça pouco, esse percentual representa cerca de um mês e meio de produção adicional por ano. “Assim, tem-se menos material utilizado, aumento de produção e, consequentemente, maior competitividade uma vez que se produz mais com qualidade a um menor custo”, garante Pandolfelli.
Os resultados estão em artigo publicado na Ceramics International, de autoria de Analia Tomba Martinez, da Intema – Ceramic Division, da Argentina; Ana Paula da Luz, pesquisadora de projeto da UFSCar; Mariana Braulio, da 4Cast Consulting; e Pandolfelli. Victor Pandolfelli e Mariana Braulio são, até o momento, os únicos pesquisadores do mundo a receberem três vezes o Prêmio Alfred W. Allen de melhor trabalho publicado (2007, 2015 e 2017) nestes 37 anos que a distinção é outorgada pela American Ceramic Society.

Materiais ecoprojetados

O trabalho premiado se enquadra em uma linha de pesquisa em materiais ecoprojetados, que abrange estudos que visam principalmente a conservação de energia.  Nesta linha, o grupo desenvolve materiais para isolamento térmico com o propósito de maximizar o uso de energia por meio de uma maior eficiência de equipamentos revestidos com cerâmicas. “Se desenvolvemos um material cuja transferência de calor é menor, temos um maior isolamento interno.

Adicionalmente, se a durabilidade ao meio agressivo é superior, estaremos reduzindo o consumo de matérias-primas naturais, bem como a sua preparação e seu descarte. Finalmente se processados a menor temperatura, estaremos evitando o consumo de fontes não renováveis de energia”, conclui o pesquisador.


Fonte: UFSCar


 

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