Dando continuidade ao quadro Conversa com engenheiro, entrevistaremos hoje a pesquisadora Elisângela Guzi de Moraes.
Biografia: Elisângela possui graduação em Matemática (2000) e em Engenharia de Materiais (2008), mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais (2010) pela Universidade Federal de Santa Catarina e doutorado em Engenharia de Materiais pela Università Degli Studi di Padova – Itália (2015), onde participou do Projeto Marie Curie ITN 7th Framework Programme – FUNEA – Functional Nitrides for Energy Applications. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais, com ênfase em materiais cerâmicos, atuando principalmente no desenvolvimento de novos processos (direct foaming, emulsificação e gelcasting de biopolímeros) e na caracterização de materiais cerâmicos porosos a base de Si3N4, Ti2AlC, SiC, ZrB2, Al2O3 e vitrocerâmicas; em processos de sinterização por SPS (Spark plasma Sintering) e nitretação em materiais cerâmicos particulados; e no desenvolvimento de espumas metálicas a base de Titânio. Atualmente integra a equipe do Laboratório Vitrocer, no qual está desenvolvendo estágio de Pós-doutorado para desenvolvimento de queimadores porosos a base de mulita.
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1. Você possui especialidade em materiais celulares. Quais as maiores vantagens e desafios em trabalhar com estes materiais?
As principais vantagens dos materiais celulares (porosidade > 70 % em volume) é que estes possuem uma combinação de propriedades excepcionais e funcionalidades especiais normalmente não alcançadas por um material denso convencional, pois apresentam baixa densidade, elevada permeabilidade e área superficial. Estes materiais apresentam potencial em aplicações estruturais devido ao seu design, o que permite a otimização eficiente de características como a relação modulo-peso. Além de uma vasta gama de aplicações tecnológicas, tais como filtros, membranas, substratos catalíticos, isolamento térmico, biomateriais, entre outras. Mas apresentam muitos desafios, principalmente o comprometimento da resistência mecânica em função do aumento da porosidade.
2. Como é o mercado em geral para os materiais cerâmicos e celulares? Tem algum campo em que você observa um maior crescimento?
Nos últimos anos vem crescendo o interesse por materiais celulares no Brasil, principalmente com relação a questões ambientais que envolvem filtragem de gases e resíduos industriais. Além do já consolidado uso de espumas cerâmicas nas fundições visando evitar a formação de defeitos como “rechupe” e bolhas de ar no interior das peças. Hoje já existe uma produção nacional deste tipo de filtro cerâmico para fundição, por exemplo, a nacional FACE – São Paulo; a internacional FOSECO – São Paulo. No entanto, observa-se um aumento nas chamadas públicas para desenvolvimento de novos projetos em microeletrônica e nanotecnologia, o que pode contribuir na busca por inovação e consolidação da indústria cerâmica avançada.
3. Existem diversos processos para a obtenção dos materiais porosos. Qual particularmente você acha mais interessante? Como ele funciona?
A escolha do método para a preparação de materiais celulares é uma etapa muito importante, pois determina a microestrutura da espuma cerâmica e, consequentemente, está relacionada com as características (densidade aparente, a estrutura das células: abertas e interconectadas ou fechadas; a distribuição de tamanhos de células; as características dos struts), e as propriedades do produto final e sua aplicação.
Cerâmicas celulares podem ser produzidas através de uma variedade de métodos versáteis e bastante simples, tais como réplica, método da fase sacrificial, direct foaming, entre outras.
Nas técnicas de direct foaming, espumas cerâmicas com estrutura controlada são produzidas pela incorporação de ar/gás numa suspensão cerâmica através de agitação mecânica. Onde a porosidade total é proporcional à quantidade de gás incorporado na suspensão cerâmica durante o processo de formação da espuma; enquanto que o tamanho dos poros é determinado pela estabilidade da espuma líquida antes da etapa de consolidação. A principal vantagem das técnicas de direct foaming com relação a outras rotas de processamento está em permitir obter espumas com células abertas ou fechadas dentro de uma ampla gama de tamanhos de célula e densidades, possuindo struts densos contendo menor número de defeitos. A escolha dos tensoativos (surfactantes ou proteínas), que controlem adequadamente a tensão de superfície proporciona um grau adicional de controle da estrutura de espuma. As espumas cerâmicas obtidas por direct foaming são então sinterizadas, com um passo de pirólise lenta inicial para eliminar cuidadosamente os agentes orgânicos.
Em especial, uma variação de técnicas direct foaming bastante promissora, foi desenvolvida pela UniBremen- Alemanha, por S. Barg et al., e que consiste em emulsionar uma fase oleosa (alcanos voláteis) homogeneamente dispersa em uma suspensão cerâmica.
4. Qual a principal diferença que você percebeu entre os laboratórios e métodos de pesquisas brasileiros e italianos?
Nos últimos 3 anos tive a oportunidade de participar de um projeto de pesquisa internacional – Marie Curie ITN 7th Framework Programme – FUNEA – Functional Nitrides for Energy Applications, através de processo seletivo rigoroso (e competitivo!). Foi uma grande responsabilidade representar o Brasil, e principalmente o curso de Engenharia de Materiais da UFSC. Tenho orgulho de afirmar que temos uma formação de qualidade, laboratórios e procedimentos em nível internacional. Equipamentos mais modernos muitas vezes, e, sem dúvida muito mais criatividade! O grande diferencial, é que no caso da União Européia investir em pesquisa, desenvolvimento e inovação é crucial para continuar competindo em uma economia globalizada, onde principalmente os chineses têm a supremacia da produção (mão de obra). Além disso, verifiquei que os produtos/processamentos desenvolvidos nas universidades européias são mais rapidamente utilizados na indústria. Enquanto no Brasil, temos muitos entraves burocráticos e AINDA faltam recursos/investimentos em pesquisa.
5. Existem oportunidades para o engenheiro de materiais trabalhar exclusivamente como pesquisador no Brasil?
Este é um fator limitante, não temos muitos institutos de pesquisa no Brasil, como por exemplo na União Européia. Anexo as universidades existem muitos institutos do setor privado também.
No Brasil, o principal instituto de pesquisas que temos é o INPE, que é público. Nas universidades é possível atuar como técnico especialista (em microscopia, por exemplo). Mas, vem crescendo a ideia de criar centros de pesquisa.
6. Quais conselhos você daria a alguém que também gostaria de seguir carreira acadêmica?
É muito importante amar o que faz, seja ciência/pesquisa ou inovação/empreendedorismo, pois isso sempre te traz a motivação para ultrapassar os desafios, ter curiosidade e vontade! Acho que principalmente vontade de fazer algo novo, ou buscar novas soluções. Estar sempre atento aos detalhes, fazer muitas perguntas e não desistir diante dos obstáculos!
Não poderíamos deixar de agradecer a Elisângela por aceitar nosso convite e pelo grande aprendizado que nos proporcionou!
Aqui no blog já falamos um pouco de materiais celulares no post sobre o Aerogel.
Releia também nossas entrevistas com o pesquisador Guilhermino Fechine (Mackgraphe) e com o empreendedor Gabriel Nunes (TNS)!
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