O professor da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG) Benjamim de Melo Carvalho em conjunto com o doutorando Emiliano Amadei desenvolveram equipamento voltado à nanotecnologia que utiliza uma técnica especial de fabricação de componentes via moldagem. O processo ocorre por injeção, sob condições especiais de fluxo, para se alcançar o elevado nível de dispersão de nanopartículas na peça final produzida.
A ideia de desenvolver o equipamento surgiu durante o experimento de mestrado de Emiliano, sob orientação do professor Benjamim. “Na fase experimental da nossa pesquisa, utilizamos uma máquina universal de ensaios disponível no laboratório do Departamento de Engenharia de Materiais”, conta o aluno. “O equipamento foi adaptado para possibilitar o processo de produção de nanocompósitos, porém o volume de dados quantitativos que poderiam ser extraídos do experimento era relativamente pequeno. Além disso, a máquina também não tinha capacidade para permitir a moldagem por injeção das peças com o sistema especial de fluxo para dispersão das nanopartículas”, esclarece.
Emiliano, que atua há quase quinze anos com projetos de infraestrutura e processos dentro de indústrias, disse que a experiência na área ajudou a pensar quais seriam os parâmetros e dados quantitativos necessários para uma avaliação completa do processo de produção de nanocompósitos poliméricos. “A partir desta parametrização, consegui elaborar uma lista de materiais para montagem deste equipamento e apresentei ao professor Benjamim. Neste momento, tinha apenas uma idealização do cenário no qual gostaria de prosseguir com minhas pesquisas no doutorado”, relembra.
Benjamim ressalta que a nanopartícula está revolucionando a produção de produtos nas diversas áreas, como embalagens, área de saúde e industrial em geral. “As nanopartículas como nanocelulose, grafeno, nanotubos de carbono e nanopartículas metálicas têm permitido significativas melhorias em desempenho mecânico, elétrico, antiviral ou bactericida, por exemplo”, destaca.
Sobre o equipamento
De acordo com Benjamim, para se alcançar todo o potencial de benefícios da incorporação de nanopartículas, é fundamental que estas sejam dispersas realmente em escala nanométrica no material utilizado para a fabricação de um produto. “Em função de suas dimensões nanométricas, tais partículas apresentam elevadíssima área superficial, apresentando grande tendência de aglomeração. Sendo assim, duas grandes rotas têm sido exploradas para se alcançar a dispersão nanométrica destas partículas em polímeros: modificação química e/ou desenvolvimento de condições de fabricação especiais”, explica.
A tecnologia desenvolvida pelo professor e aluno utiliza a segunda alternativa e interfere na etapa de fabricação. A inovação está nas condições especiais de fluxo serem aplicadas diretamente no processo final de produção do componente ao invés de serem utilizadas em processos intermediários. “As nanopartículas apresentam grande tendência à aglomeração. Portanto, níveis elevados de dispersão obtidos em processos intermediários podem ser perdidos no processo final ao expor o material a novo aquecimento”, conta. Com a técnica desenvolvida, estas condições especiais de fabricação são aplicadas já na produção final da peça durante a moldagem por injeção, onde um polímero fundido é injetado num molde metálico, adquirindo a geometria do produto desejado.
Segundo Emiliano, o projeto conta com a contribuição de empresas, além de aporte financeiro próprio. “Pode-se dizer que a construção deste equipamento foi fruto de financiamento empresarial coletivo de parceiros e amigos de trabalho que se dispuseram a apoiar minhas ambições de pesquisador e que aceitaram como contrapartida uma menção de agradecimento na minha dissertação e uma cópia da tese”.
Até o momento foram investidos um total de R$93.000,00 no desenvolvimento do equipamento, ferramental e acessórios, com previsão de complementação de partes de pelo menos mais R$20.000,00, caso novos apoiadores se disponham a participar.
Texto: Vanessa Hrenechen Fotos: Arquivo Pessoal