#6 Conversa com Engenheiro: Marcelo Rabello (UFCG)

A sexta edição do Conversa com Engenheiro é com o professor Marcelo Rabello,  engenheiro de materiais e mestre em engenharia química pela Universidade Federal da Paraíba e doutor em materials engineering pela University of Newcastle (Inglaterra). Atualmente é professor Titular da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), com atuação na graduação, mestrado e doutorado. Ao longo de sua carreira profissional destacou-se pela inovação nos projetos desenvolvidos, especialmente na área de durabilidade de materiais poliméricos, incluindo falha por stress cracking e degradação de polímeros. Prof. Marcelo é um dos nomes relevantes na área de polímeros do Brasil e autor dos livros “Aditivação de Polímeros” e “Aditivação de Termoplásticos”. Ministra cursos de curta duração em diversos temas relacionados a materiais poliméricos.

1. Dependendo do ambiente em que se encontram, alguns polímeros podem ser extremamente danificados e falhar prematuramente. Quais características do material e do ambiente poderiam ser analisadas na tentativa de prever a ocorrência desse fenômeno indesejado?

Os polímeros são materiais que apresentam uma grande diversidade de fatores que afetam o comportamento. Isso inclui não apenas suas características moleculares (como massa molar e sua distribuição, ramificações e reticulações e taticidade) mas também suas características físicas (como cristalinidade, orientação molecular, tensões internas, etc.), além da presença de aditivos. Somado a tudo isso, são muito susceptíveis aos efeitos ambientais, como temperatura, umidade, agentes químicos e intempéries. Todos esses fatores interferem de modo variável nas propriedades dos produtos.

2. Qual o maior desafio em trabalhar com falha prematura de polímeros?

Pela resposta à pergunta anterior se conclui que a diversidade de fatores é muito alta. Certamente, a identificação não apenas dos fatores relevantes mas também a hierarquização desses fatores como causas prováveis pode ser considerado como o maior desafio dessa área. Normalmente, a falha prematura envolve uma combinação de causas, aumentando a complexidade da análise.  Alie-se a isso o fato dos materiais poliméricos apresentarem comportamento muito dependente do fabricante, grade e da própria formulação empregada. Por fim, a investigação da falha (e isso vale para todos os materiais) requer registros relevantes como histórico, preservação de componentes, descrição completa do ambiente de falha, etc. Nem sempre temos todas essas informações disponíveis…

3. Há maneiras de modificar o polímero para torná-lo mais compatível com o ambiente em caso de falha prematura ou a única solução é a troca de material?

Em algumas situações sim, é possível, manipular com a formulação para adequá-lo à condição de uso. Os casos mais comuns são os de falha por solicitações mecânicas e problemas de estabilidade dimensional. Nesses casos, aditivos como cargas reforçantes ou modificadores de impacto podem conferir uma boa condição para reduzir a chance de falha mecânica. Um outro exemplo importante refere-se à degradação química que as moléculas sofrem em algumas condições ambientais. Aditivos estabilizantes como antioxidantes ou fotoestabilizantes são utilizados para prolongar a vida útil dos produtos.

4. Hoje existe algum tipo de simulação computacional para prever a falha prematura de polímeros?

Embora existam muitas tentativas de desenvolver modelos matemáticos para esse fim, são pouquíssimos os casos de sucesso. A combinação de fatores que afetam a falha somado à falta de “padronização” dos materiais poliméricos praticamente inviabilizam modelos confiáveis para esse tipo de previsão.

5. Você acredita que com os modelos científicos atuais já é possível dar informações com segurança sobre a falha de um polímero em serviço por meio de testes acelerados? Quais os modelos comumente utilizados para fazer essas estimativas?

Os testes acelerados são extremamente úteis no projeto de produtos com níveis mais elevados de confiabilidade. Acredito muito mais em testes experimentais com componentes reais do que em situações simuladas por computador. Na elaboração do procedimento, deve-se expor o produto a todas as situações encontradas na prática, incluindo tensões externas, agentes químicos, ciclos de exposição, etc. Todos os estudos mostram, entretanto, que quanto maior o nível de aceleração, mais divergente são os resultados em relação às situações reais. Diversos setores industriais adotam procedimentos desse tipo para simulação dos produtos em serviço, como em pneus, componentes de aviões, calçados, tintas, etc. Os testes acelerados procuram minimizar problemas de performance dos componentes e atender uma necessidade mercadológica de reduzir o tempo entre a pesquisa/desenvolvimento e a aplicação prática dos produtos.

6. Como professor, o que você acha que não pode faltar na formação de um engenheiro de materiais?

O engenheiro de materiais atua predominantemente na indústria, buscando inovação, produtividade e, principalmente, solução de problemas. Essa formação deve contemplar a preparação do aluno para a realidade industrial, levando em consideração esses desafios. Uma visão de mercado é absolutamente essencial na formação de qualquer engenheiro. Ele precisa pensar em soluções que levem em conta os fatores econômicos, de recursos humanos, logística, e de mercado. Isso tudo além da formação técnica, fluência em idiomas, atitude empreendedora, inteligência emocional, etc.

Gostaríamos de agradecer ao professor Marcelo Rabello pela disponibilidade e por compartilhar conosco suas experiências.

Para quem ficou interessado no tema, há um post sobre falha prematura de polímeros disponível nesse link.

No próximo mês teremos a sétima edição do Conversa com Engenheiro, não percam!