Materiais Avançados

Avanço brasileiro em concretos refratários ganha prêmio internacional

Uma pesquisa inédita, feita na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), que aperfeiçoou os materiais refratários utilizados em siderúrgicas e metalúrgicas, foi reconhecido com uma premiação de nível internacional, o Prêmio Wakabayashi 2009, da Associação Técnica de Refratários do Japão.

Os vencedores da honraria são autores do artigo Microsilica effects on cement bonded alumina-magnesia refractories castables, que foi considerado pela entidade japonesa o melhor trabalho publicado em 2008 na área de materiais cerâmicos para aplicações em altas temperaturas. O estudo foi publicado no Journal of the Technical Association of Refractories.

Concretos refratários

"O estudo permitiu o aperfeiçoamento de concretos refratários existentes, levando a melhorias no desempenho desses materiais principalmente em 'panelas para aço', que são recipientes capazes de transportar até 300 toneladas de metal fundido a uma temperatura de 1.500 ºC", disse Victor Carlos Pandolfelli, um dos autores da pesquisa.

O grupo recebeu certificados e prêmio em dinheiro em cerimônia que marcou a abertura do Congresso Internacional de Refratários, na cidade de Sendai, no Japão.

A equipe brasileira pesquisa novas tecnologias em concretos refratários para aplicações em siderurgia, petroquímica e na indústria de alumínio - áreas cujos processos envolvem altas temperaturas, contato com materiais corrosivos e grande variação cíclica de temperatura.

Óxido de magnésio e o óxido de alumínio

No estudo premiado foi desenvolvido um concreto com boas propriedades à alta temperatura e que inibe a reação entre o metal fundido e a cerâmica, contribuindo para o aumento da vida útil do equipamento. O material refratário foi desenvolvido a partir da aplicação de microssílica em pequenas quantidades, combinada com óxidos de magnésio (MgO) e de alumínio (Al2O3).

Segundo o professor Pandolfelli, a tendência de crescimento do setor siderúrgico em todo o mundo tem afetado diretamente o desenvolvimento tecnológico dos materiais refratários. Nesse contexto, destaca-se a utilização dos "concretos refratários espinelizados", em virtude da sua versatilidade de aplicação e desempenho.

"Por ser refratário, o concreto desenvolvido no trabalho mantém sua integridade física a temperaturas elevadas, superiores a 1.500 ºC, além de ser espinelizado por combinar o óxido de magnésio e o óxido de alumínio, reação que forma uma estrutura cuja fórmula é o MgAl2O4", detalha Pandolfelli.

Microestrutura dos concretos

Essa reação apresenta caráter expansivo e, por isso, deve ser controlada para evitar danos na estrutura do concreto. Segundo Pandolfelli, o caráter expansivo das reações envolvidas nesses materiais pode trazer benefícios ou problemas no uso. No entanto, apesar desses aspectos, são poucos os estudos que indicam o efeito das matérias-primas sob a expansão e a sua consequência nas propriedades dos concretos.

O estudo da engenharia de microestrutura desses materiais e a obtenção de um mapa de expansão, visando a analisar o impacto dos componentes que constituem esse tipo de concreto refratário, têm importância fundamental para a sua aplicação, o que também foi estudado no trabalho premiado.

"Chamamos esses mapas de expansão de roadmaps, que indicam como mudar a composição de um material para chegar a uma determinada propriedade desejada. Mais do que uma formulação nova, o nosso estudo indica algumas rotas de alteração da formulação do concreto refratário visando a sua adequação a aplicações distintas", disse.

Pesquisa de ponta

De acordo com Pandolfelli, o concreto refratário desenvolvido já está sendo utilizado em siderúrgicas nacionais. "No entanto, não há uma formulação única e aí reside uma das maiores contribuições do artigo premiado, que é a indicação de rotas para que a composição química do produto seja ajustada e assim obter o melhor desempenho em cada aplicação prática", aponta.

A linha de pesquisa conduzida na UFSCar resultou, nos últimos oito meses, em dois outros artigos publicados no Journal of the American Ceramic Society, a revista de maior impacto na área de materiais cerâmicos.

Os estudos renderam ainda duas outras publicações em revistas nacionais, três apresentações em congressos no exterior e dois estágios em instituições de pesquisa e indústrias na França e na Holanda, ambos realizados pela pesquisadora Mariana Braulio.

O Prêmio Wakabayashi, que recebe o nome do fundador da Associação Técnica de Refratários do Japão, é a distinção mais importante na área de cerâmicas refratárias.

"Ganhar esse prêmio reflete o reconhecimento e a atenção da comunidade científica internacional às pesquisas realizadas no Brasil. Hoje, os pesquisadores brasileiros estão entre os cinco melhores grupos no mundo na área de materiais cerâmicos refratários", afirmou Pandolfelli.

Prêmio Wakabayashi

O Prêmio Wakabayashi é concedido desde 1983 com o intuito de promover e manter a alta qualidade nas publicações da área. Pandolfelli já havia recebido este prêmio em 2005, quando foi o primeiro pesquisador não japonês a obter a distinção.

"O Japão detém as tecnologias mais avançadas em produção de aço e materiais refratários. É uma honra ser reconhecido por um país que domina essas duas áreas e, por isso, estabelece critérios bastante seletivos para suas premiações", disse Pandolfelli.

Os autores do estudo são Mariana Braulio, Victor Carlos Pandolfelli, professor do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da universidade, e Luis Rodolfo Bittencourt, diretor técnico da empresa Magnesita Refratários. O trabalho também contou com a participação de Jacques Poirier, professor da Universidade de Orleans, na França.





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