Todos os dias usamos muitos produtos que são essenciais para a vida moderna cotidiana: os veículos para transporte; roupas; eletrodomésticos; os equipamentos para esporte; os computadores e telefones celulares; e mais importante, a tecnologia médica que nos mantém vivos. Tudo o que vemos e usamos é produzido a partir de materiais provenientes da Terra. Os avanços tecnológicos que transformaram nosso mundo nos últimos 20 anos foram baseados em desenvolvimentos na área, e os materiais estão evoluindo mais rapidamente hoje do que em qualquer momento da história; permitindo que os engenheiros aprimorem o desempenho dos produtos existentes e desenvolvam tecnologias inovadoras.
A Engenharia de Materiais tornou-se fundamental na economia global competitiva. É uma área que conversa com todas as demais engenharias e trabalha de forma multidisciplinar, desde a concepção do projeto, acompanhando a execução e selecionado o material mais adequado e finalizando com os testes de qualidade. Já o engenheiro de Materiais é um profissional que trabalha desde o conhecimento e manipulação da estrutura/ composição dos materiais, trabalhando com o processamento e suas propriedades para aplicações definidas em qualquer projeto de engenharia, isso tudo de forma interdependente. Os materiais são divididos em 4 classes principais: metais, polímeros, cerâmicas e ou a combinação de mais de um deles, os compósitos.
A inovação permeia a atividade do Engenheiro de Materiais, que busca sempre o aprimoramento da eficiência dos materiais e dos processos de transformações destes materiais em produtos mais eficientes e sustentáveis.
Várias são as tendências na área de materiais, dentre elas pode-se citar: Nanotecnologia. Utilização de partículas nanométricas em diversas áreas como embalagens, implantes, medicamentos; produção de filmes ultrafinos para sensores e processadores. Substituição de polímero tradicional (plástico) por polímeros biodegradáveis em áreas de rápido descarte como embalagens.
Materiais cada vez mais leves e resistentes
Carros, caminhões e aviões devem ser leves, porém com a segurança garantida, para diminuir as emissões de CO2 na atmosfera. No caso de carros elétricos, as baterias devem ter a maior capacidade possível e devem estar bem protegidas em caso de impacto do carros.
Os robôs industriais devem ser duradouros e confiáveis, desafio para os futuros engenheiros de materiais que deverão melhorar os materiais dos robôs, tornando-os mais resistentes a altos níveis repetitivos de carga, resistentes a desgastes em ambientes ácidos e altas temperaturas. Já os robôs humanoides devem ser ágeis e resistentes. Os dedos destes robôs são produzidos de materiais poliméricos obtidos em impressão 3D para imitar a destreza dos dedos humanos. Materiais e processos verdes.
O engenheiro de materiais pode desenvolver materiais ambientalmente corretos e recicláveis e contribuir para a melhoria da eficiência dos processos de fabricação destes materiais tornando-os mais eficientes em termos de menor consumo de energia, menor consumo de água, menor volume de resíduos produzidos e menor emissão de CO2. Deve procurar também alternativas de reaproveitamento de rejeitos industriais e urbanos. Na FEI, na área de materiais poliméricos, pesquisas sobre o reaproveitamento de resíduos industriais e agrícolas estão sendo desenvolvidos com o objetivo de agregar valor ao resíduo evitando seu descarte no meio ambiente. Trabalhos com adição de nanopartículas também tem sido desenvolvidos, através da incorporação de nanopartículas numa matriz de polímero que pode ser convencional ou biodegradável.
Na área de materiais metálicos estão sendo desenvolvidos soluções tecnológicas para processamento e utilização de aços inoxidáveis em ambientes severos, como os encontrados em extração e refino de petróleo, indústrias químicas e de papel e celulose. Uma pesquisa desenvolvida em parceria com a Villares Metals, sobre a substituição de Mo por W em aços inoxidáveis austeníticos, onde se provou que o aproveitamento de sucatas e metais de adição ricos em W pode ser utilizado na fabricação destes aços sem prejuízo de propriedades mecânicas, e com ganhos na resistência a corrosão.
Grandes mudanças estão em andamento, e os materiais terão que acompanhar esta tendência. A qualidade dos materiais determina o sucesso dos produtos e os produtos de sucesso determinam o sucesso de um negócio. Aprimorar os materiais, diminuindo seu peso e melhorando a durabilidade; garantindo a longevidade e a reciclagem, é fundamental. À medida que as demandas da indústria mudam, a inovação de materiais assume um papel central. Nesta época em que vivemos, os materiais precisarão se adaptar aos desafios apresentados por um mundo em transição.
Adriana Martinelli Catelli de Souza
Coordenadora do Curso de Engenharia de Materiais da FEI.
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