Inúmeras são as pesquisas realizadas nas universidades brasileiras. Muitos estudos já estão implantados ou encontram-se em vias de serem aproveitados pela indústria. Outros estão em etapas de desenvolvimento científico e visam o aproveitamento desses materiais em projetos que nos próximos anos podem se tornar muito úteis para diversos segmentos da economia.  

É importante ressaltar que o desempenho positivo dos pesquisadores nacionais deve-se mais ao talento do que ao apoio financeiro recebido. A falta de investimentos não resume-se apenas às minguadas verbas destinadas pelas diferentes esferas governamentais à pesquisa científica. A iniciativa privada, que se beneficia de patentes de aplicações desenvolvidas em laboratórios, não tem dado a devida recompensa para as universidades. “Recebemos apenas R$ 180 mil por ano da iniciativa privada para a manutenção de nosso laboratório, que custa em torno de R$ 1,3 milhão por ano. 

Se tivéssemos maior apoio, nossas pesquisas poderiam caminhar de forma mais eficiente”, avalia Elson Longo, diretor do Laboratório Interdisplinar de Eletroquímica e Cerâmica (Liec) da Universidade Federal de São Carlos (Liec/UFSCar) , cujos trabalhos voltados para o desenvolvimento de materiais são respeitados no Brasil e no exterior.  

Siderurgia – Um exemplo ilustra bem a idéia de que a  verba destinada pelas empresas à pesquisa é irrisória perto do retorno que elas alcançam com o investimento. A parceria iniciada em 1989 pela Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) com o Liec e a Universidade Estadual Paulista de Araraquara (Unesp) já resultou no desenvolvimento de 54 projetos de implantação de novas tecnologias baseadas no uso de cerâmicas avançadas. Dados do laboratório dão conta que a parceria proporcionou ganhos de pelo menos US$ 87 milhões para a CSN. “Em 1989, a empresa tinha capacidade nominal de produção de 4,2 milhões de toneladas de aço por ano e produzia 2,8 milhões. Hoje, com praticamente os mesmos equipamentos, ela produz 5,5 milhões de toneladas por ano”, informa Longo.  

O sucesso da empreitada é tamanho que hoje a CSN mantém um apartamento para abrigar os pesquisadores das universidades que passam temporadas trabalhando em sua sede, situada na cidade de Volta Redonda (RJ). Ao todo, a empresa conta com seis professores doutores, três alunos de doutorado, dois de mestrado e mais três de iniciação científica envolvidos em projetos destinados à melhoria de suas técnicas de produção.

Entre os estudos feitos para a CSN, muitos se aproveitam do fato das cerâmicas especiais apresentarem características excepcionais de refratariedade. Cálculos indicam que há cerca de 20 ou 30 anos, eram necessários cerca de 30 kg de materiais refratários para se produzir uma tonelada de aço. Hoje, com o avanço das cerâmicas, são utilizados cerca de 10 kg por tonelada.

Um exemplo de pesquisa nessa área é apontado pelo professor Longo. Ele conta que o “coração” do alto forno da CSN é o cadinho, que abriga o gusa líquido nas mais elevadas temperaturas atingidas pelo processo de queima para a redução do óxido de ferro. Esse tanque é totalmente revestido de blocos refratários de grafite, um material poroso. Isso representava um problema para a operação, pois o gusa líquido conta com partículas de óxido de cálcio, que penetravam nos poros e oxidavam as paredes. (Veja ilustrações)

A UFSCar desenvolveu uma tecnologia pela qual as paredes do cadinho, antes de serem utilizadas nos fornos, levam um banho de nanopartículas de óxido de titânio. Com a operação, essa substância fica impregnada nas paredes e elimina a porosidade do grafite. “O mais interessante é que as partículas de óxido de cálcio presentes nos fundidos reagem ao se encontrarem com as partículas de óxido de titânio impregnadas no grafite e se transformam em partículas de titanato de cálcio, que são muito refratárias e ficam presas nas paredes do cadinho”, ressalta o pesquisador.  

A patente mais recente obtida pelo Liec, foi conseguida pela pesquisa que desenvolveu um substituto do amianto a partir da adição de cerâmicas avançadas à escória resultante da operação dos altos fornos presentes nas siderúrgicas. Deve-se observar que o uso do amianto tem sido abolido em todo o mundo pelos males que esse material causa à saúde das pessoas que lidam com ele. “O material que desenvolvemos, além de não ser cancerígeno, apresenta custo de produção muito menor. Para se obter o amianto é necessário beneficiar rochas. A escória que utilizamos já está pronta, o que proporciona grande economia ao processo”, observa Longo. 

Eletricidade –  A escassez de combustíveis fósseis, que promete se transformar em um grave problema nos próximos anos, tem gerado a busca constante por fontes de energia limpas e eficientes. Uma das alternativas que tem sido muito pesquisada  nos países avançados é a da produção de energia a partir do hidrogênio por meio de células feitas em cerâmicas de alto desempenho. A tecnologia permite a geração de energia para alimentar condomínios, hospitais, veículos e aparelhos eletrônicos, entre outras utilizações. Estima-se, por exemplo, que milhões de celulares e laptops em todo o mundo, além de 5% da frota de veículos europeus, devem ser movidos a hidrogênio em 2020.  

Essa tecnologia vem sendo estudada pelo Ipen desde 1999. Em 2003 foi criado um programa institucional que já resultou em seis patentes protocoladas e outras duas em fase de elaboração. A iniciativa conta com a presença de uma empresa nacional, a Electrocell, situada no Centro Incubador de Empresas Tecnológicas do instituto, e mobiliza pesquisadores, bolsistas de mestrado e doutorado, técnicos e estudantes de iniciação científica. De acordo com Bressiani, a principal finalidade do programa é a interação da pesquisa com a nascente indústria nacional do ramo. “Não pretendemos fabricar células, e sim dominar a tecnologia e nacionalizar seus componentes”, revela.  O trabalho já resultou na entrada em funcionamento de um protótipo de bancada com capacidade de gerar um quilowatt de energia.  

	Cuca Jorge
Se, por um lado, as cerâmicas ajudam a produzir eletricidade, por outro também são indicadas para aumentar a segurança das linhas de transmissão contra as interrupções de fornecimento que podem vir a ser causadas pela queda de raios durante uma tempestade.
	Longo: CSN economizou R$ 87 milhões graças ao Liec

  Aproveitando o fato de alguns desses materiais serem excelentes isolantes ou ótimos condutores, a UFSCar vem  aperfeiçoando fórmulas voltadas para a fabricação de varistores, nomes dados a dispositivos utilizados desde a década de 70 para a proteção das redes de distribuição de eletricidade.

Os trabalhos desenvolvidos pelo laboratório da universidade substituem o dióxido de zinco, matéria-prima utilizada comercialmente na produção dos varistores, pelo dióxido de estanho, substância encontrada em abundância no Brasil e com características mais resistentes. Com o desenvolvimento, as empresas nacionais interessadas podem vir a fabricar varistores no Brasil, a custo competitivo e com elevada qualidade. Hoje, o país importa grande parte desses dispositivos, fabricados no exterior por empresas como Siemens e 3M.  

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